에너지 변환이란 에너지를 한 형태에서 다른 형태로 바꾸는 것을 말합니다. 태양광 패널은 햇빛을 전기 에너지로 변환합니다. 터빈은 증기의 운동 에너지를 기계 에너지로 변환합니다. 배터리는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 이러한 과정은 자연과 기계에서 끊임없이 일어납니다.

모든 에너지 변환 과정에서 일정량의 에너지가 열로 손실됩니다. 이것이 열역학 제2법칙입니다. 자동차 엔진은 휘발유 에너지의 약 25~30%를 운동 에너지로 변환합니다. 나머지는 라디에이터와 배기가스를 통해 열로 방출됩니다. 발전소는 기술에 따라 연료 에너지의 35~60%를 전기로 변환합니다.

엔지니어들은 에너지 변환 효율을 높이기 위해 노력합니다. 복합 사이클 가스 발전소는 폐열을 포집하여 더 많은 전기를 생산하며, 그 효율은 60% 이상에 달합니다. 열 펌프는 열을 발생시키는 대신 이동시켜, 유리한 조건에서는 100% 이상의 효율을 달성합니다. LED 조명은 백열전구보다 훨씬 더 많은 양의 전기를 가시광선으로 변환합니다.

일반적인 변환

• 화학 반응에서 열 반응(연료 연소)으로의 전환
• 열에너지를 기계에너지로 변환(증기 터빈)
• 기계식 동력을 전기식 동력으로 변환하는 발전기
• 복사 에너지를 전기 에너지로 변환(태양광 발전)
• 전기를 화학 에너지로 변환 (배터리 충전)