能量轉換效率

在能量轉換的過程中，輸出的能量永遠小於輸入的能量

能量轉換效率（energy conversion efficiency，η ）是指一個能量轉換設備所輸出可利用的能量相對其輸入能量的比值。輸出的可利用能量可能是電能、機械功或是熱量。輸入能量與輸出可利用能量的差值，稱為能量損耗。當能量轉換流程的效率愈高，能量損耗就愈少。工程師都會盡可能提高能量轉換效率，以節省能量損耗產生的浪費與費用。

能量轉換效率沒有一致的定義，主要和輸出能量可利用的程度有關。

$\eta ={\frac {P_{\mathrm {out} }}{P_{\mathrm {in} }}}$

一般而言能量轉換效率是一個介於0到1之間的無量綱數字，有時也會用百分比表示。能量轉換效率不可能超過100%，因為永動機不存在。不過像熱泵之類的設備將熱由一處移到另一處，不是進行能量的轉換，其性能係數往往會超過100%。

以下的效率都是能量轉換效率。

• 電效率，可用功率輸出及總耗電的比例。
• 機械效率，由一種機械能（例如水的位能）轉換成另一種機械能或機械功。
• 熱效率或燃料效率，可用的熱或功輸出與輸入能量（或消耗燃料對應的能量）的比例。
• 總效率，一般用在汽電共生的場合，可用的電能及熱能相對輸入能量的比例。
• 照明效率，所產生電磁輻射在可見光範圍內的比例。

燃料熱值和效率

燃料的燃燒熱可以以其HHV（高熱值）或LHV（低熱值）表示，高熱值的燃燒熱是在燃燒後，生成物的水蒸氣已凝結成液態時的燃燒熱，因此加上水凝結時的潛熱。低熱值的燃燒熱則是在燃燒後，生成物的水蒸氣仍維持氣態時的燃燒熱，不考慮水凝結時的潛熱。

燃料熱值的選用會影響其能量轉換效率的計算。在歐洲一燃料可產生的能量是其低熱值表示，不考慮水凝結時的潛熱，以若此方式計算冷凝式鍋爐的「熱效率」，其數值可能會超過100%，其原因是其工作原理會利用到部份水凝結時的潛熱，但計算輸入能量時未考慮此部份所造成，不違反熱力學第一定律。在歐洲以外的國家，一燃料可產生的能量是其高熱值表示，已考慮水凝結時的潛熱，以此為基礎計算能量轉換效率，其數字就不可能超過100%。

不同能量轉換方式的效率

	能量效率
內燃機及外燃機	10-50%
燃氣渦輪發動機	最大可到40%
燃氣渦輪發動機加上蒸汽渦輪發動機（複合循環）	最大可到60%
水力發動機	最大可到90%
風力發動機	最大可到59%（理論上限）
2008年世界發電	總產量 39%, 淨產出 33%
太陽能電池	6%-40%（和使用技術有關，一般的效率約15%，理論上限為85%-90%）
槍械	~30%（.300英吋的子彈）
燃料電池	最大可到85%
水的電解	50%-70%（理論上限為80%-94%）
光合作用	最大可到 6%
肌肉	14% - 27%
電動機	30-60%（功率小於10瓦的小電動機），50-90%（功率在10瓦到200瓦之間的電動機），70–99.99%（功率超過200瓦的電動機）
家用冰箱	低階系統約20%，高階系統40-50%
電燈泡	5-10%
發光二極體	最大可到35%
螢光燈	28%
鈉燈	40.5%
金屬鹵化物燈	24%
開關電源	實務應用可以到95%
電淋浴器	90-95%
電熱器	約95%