Cumas obair a dhéanamh nó teas a tháirgeadh. Is minic a thomhaistear é mar obair mheicniúil, teas, nó fuinneamh leictreach.

Baineann cumhacht le fuinneamh de réir ama: cumhacht = fuinneamh/am (W = J/s).

• Bonn SI: giúl (J)
• Leictreach: Wh agus kWh
• Cothú: Calra = cileacalra (kcal)

Gearrtar billí leictreachais i kWh; liostaíonn fearais cumhacht (W) agus iolraíonn tú faoin am chun kWh a fháil.

Úsáideann lipéid bia Calraí (kcal). Is minic a úsáideann téamh/fuarú BTU.

• Luchtú gutháin: ~10 Wh
• Cithfholcadh (10 nóim, téitheoir 7 kW): ~1.17 kWh
• Béile: ~600–800 kcal

Úsáideann fisic na gcáithníní eV le haghaidh fuinnimh fótón agus cáithníní.

Ar scálaí adamhacha, tagann fuinnimh Hartree agus Rydberg aníos sa mheicnic chandamach.

• 1 eV = 1.602×10⁻¹⁹ J
• Fótón infheicthe: ~2–3 eV
• Tá fuinneamh Planck thar a bheith mór (teoiriciúil)

Gearrtar fuinneamh leictreach i kWh; déan meastachán ar an ídiú trí chumhacht × am.

• Bolgán LED 10 W × 5 u ≈ 0.05 kWh
• Oigheann 2 kW × 1 u = 2 kWh
• Suimíonn an bille míosúil gach feiste

Is cileacalraí (kcal) iad calraí ar lipéid agus is minic a dhéantar iad a phéireáil le kJ.

• 1 kcal = 4.184 kJ
• Ionógáil laethúil ~2,000–2,500 kcal
• Tá kcal agus Cal (bia) mar an gcéanna

Tagann BTU, teirmí, agus coibhéisí breosla (BOE/TOE) aníos in HVAC agus i margaí fuinnimh.

• 1 teirm = 100,000 BTU
• Úsáideann gás nádúrtha agus ola coibhéisí caighdeánaithe
• Tá tiontuithe kWh ↔ BTU coitianta

Fuinneamh (kWh) × praghas in aghaidh an kWh

• Sampla: 2 kWh × €0.20 = €0.40
• 1,000 W × 3 u = 3 kWh

mAh × V ÷ 1000 ≈ Wh

• 10,000 mAh × 3.7 V ≈ 37 Wh
• Wh ÷ W gléis ≈ am rite (uaireanta)

Déan meastachán ar astaíochtaí ó úsáid leictreachais

• CO₂ = kWh × déine greille
• Sampla: 5 kWh × 400 gCO₂/kWh = 2,000 g (2 kg)
• Laghdaíonn greille ísealcharbóin (100 g/kWh) seo faoi 75%

Meascáin choitianta

• Is cumhacht (ráta) é kW; is fuinneamh (méid) é kWh
• Úsáideann téitheoir 2 kW ar feadh 3 u 6 kWh
• Úsáideann billí kWh; taispeánann plátaí fearais W/kW

Gineann foinsí in-athnuaite cumhacht (kW) a chomhtháthaíonn le himeacht ama ina fhuinneamh (kWh).

Athraíonn an t-aschur leis an aimsir; tá meáin fhadtéarmacha tábhachtach.

• Fachtóir acmhainne: % den aschur uasta le himeacht ama
• Grian díon: ~900–1,400 kWh/kW·bhliain (ag brath ar an suíomh)
• Feirmeacha gaoithe: is minic a bhíonn an fachtóir acmhainne 25–45%

Stórálann ceallraí barrachas agus aistríonn siad fuinneamh go dtí an uair a theastaíonn sé.

• Tá acmhainn kWh vs. cumhacht kW tábhachtach
• Éifeachtúlacht turais bhabhta < 100% (caillteanais)
• Spreagann taraifí ama úsáide aistriú

Stórálann ceallra Tesla 60 kWh an fuinneamh céanna a úsáideann gnáth-theach i 2-3 lá — samhlaigh 3 lá de leictreachas a iompar i do charr!

Is é teirm 100,000 BTU (29.3 kWh). Úsáideann billí gáis nádúrtha teirmí mar go bhfuil sé níos éasca ‘50 teirm’ a rá ná ‘5 mhilliún BTU’!

Úsáideann lipéid bia ‘Calra’ (C ceannlitreach) atá i ndáiríre ina chileacalra! Mar sin, tá 200,000 calraí (c beag) sa bhriosca 200 Cal sin i ndáiríre.

Tá 9.4 kWh fuinnimh i lítear gáis, ach cuireann innill 70% amú mar theas! Ní bhogann ach ~2.5 kWh do charr i ndáiríre. Ní chuireann EVanna amú ach ~10-15%.

Is féidir le 1 kWh: bolgán 100W a chumhachtú ar feadh 10 n-uaire, 100 fón cliste a luchtú, 140 slisín aráin a thósta, nó do chuisneoir a choinneáil ag rith ar feadh 24 uair an chloig!

Aisghabhann EVanna 15-25% den fhuinneamh le linn coscánaithe trí an mótar a iompú ina ghineadóir. Is fuinneamh saor in aisce é sin ó fhuinneamh cinéiteach a cuireadh amú!

Tá go leor maisfhuinnimh (E=mc²) i do chorp chun cathracha uile na Cruinne a chumhachtú ar feadh seachtaine! Ach chun mais a thiontú go fuinneamh teastaíonn imoibrithe núicléacha.

Punt ar phunt, tá 10× an fuinneamh ag breosla roicéid ná mar atá ag seacláid. Ach ní féidir leat breosla roicéid a ithe — ní hionann fuinneamh ceimiceach agus fuinneamh meitibileach!

Leis na mílte bliain, níor thuig daoine an fuinneamh ach trína éifeachtaí: teas ó thine, neart ó bhia, agus cumhacht uisce agus gaoithe. Bhí an fuinneamh ina réaltacht phraiticiúil gan tuiscint theoiriciúil.

• **Máistreacht na tine** (~400,000 BCE) - Úsáideann daoine fuinneamh ceimiceach le haghaidh teasa agus solais
• **Rotháin uisce** (~300 BCE) - Tiontaíonn Gréagaigh agus Rómhánaigh fuinneamh cinéiteach go hobair mheicniúil
• **Muilte gaoithe** (~600 CE) - Gabhann Peirsigh fuinneamh gaoithe chun grán a mheilt
• **Tuiscint ar chothú** (an tseanaimsir) - Bia mar 'bhreosla' do ghníomhaíocht an duine, cé nach raibh an mheicníocht ar eolas

Tháinig na feidhmeanna praiticiúla seo na mílte bliain roimh aon teoiric eolaíoch. Bhí eolas ar fhuinneamh trí thaithí, ní trí chothromóidí.

D'éiligh an Réabhlóid Thionsclaíoch tuiscint níos fearr ar an gcaoi a n-iompaíonn teas ina obair. Thomhais innealtóirí éifeachtúlacht inneall, as ar eascair teirmidinimic.

• **Feabhsuithe ar inneall gaile James Watt** (1769) - Cainníochtaíodh aschur oibre, tugadh isteach an each-chumhacht
• **Teoiric inneall teasa Sadi Carnot** (1824) - Chruthaigh sé teorainneacha teoiriciúla maidir le teas a thiontú ina obair
• **Julius von Mayer** (1842) - Mhol sé coibhéis mheicniúil an teasa: tá teas agus obair inmhalartaithe
• **Turgnaimh James Joule** (1843-1850) - Thomhais sé go beacht: 1 calra = 4.184 giúl d'obair mheicniúil

Chruthaigh turgnaimh Joule imchoimeád an fhuinnimh: is foirmeacha éagsúla den rud céanna iad obair mheicniúil, teas, agus leictreachas.

Shintéitigh an 19ú haois breathnuithe éagsúla in aon choincheap amháin: tá an fuinneamh imchoimeádta, ag athrú idir foirmeacha ach ní chruthaítear ná ní scriostar é riamh.

• **Hermann von Helmholtz** (1847) - D'fhoirmligh sé dlí imchoimeád an fhuinnimh
• **Rudolf Clausius** (1850idí) - Thug sé isteach an eantrópacht, ag taispeáint go dtagann meath ar cháilíocht an fhuinnimh
• **James Clerk Maxwell** (1865) - D'aontaigh sé an leictreachas agus an maighnéadas, ag taispeáint go n-iompraíonn solas fuinneamh
• **Ludwig Boltzmann** (1877) - Cheangail sé an fuinneamh le gluaiseacht adamhach trí mheicnic staitistiúil

Faoi 1900, tuigeadh gurb é an fuinneamh airgeadra lárnach na fisice — ag athrú ach ag fanacht imchoimeádta i ngach próiseas nádúrtha.

Nocht an 20ú haois fuinneamh ag na foircinn: coibhéis maise-fhuinnimh Einstein agus meicnic chandamach ar scálaí adamhacha.

• **Max Planck** (1900) - Chainníochtaigh sé fuinneamh sa radaíocht: E = hν (tairiseach Planck)
• **E=mc² Einstein** (1905) - Tá mais agus fuinneamh coibhéiseach; mais bheag = fuinneamh ollmhór
• **Niels Bohr** (1913) - Míníonn leibhéil fuinnimh adamhacha línte speictrim; éiríonn eV ina aonad nádúrtha
• **Enrico Fermi** (1942) - An chéad imoibriú slabhrúil núicléach rialaithe a scaoileann fuinneamh ar scála MeV
• **Tionscadal Manhattan** (1945) - Léiríonn tástáil Trinity coibhéis ~22 cileatonna TNT (~90 TJ)

Dheimhnigh fuinneamh núicléach E=mc²: tiontaíonn eamhnú 0.1% den mhais go fuinneamh — na milliúin uair níos dlúithe ná breoslaí ceimiceacha.

Rinne an tsochaí iarchogaidh aonaid fuinnimh a chaighdeánú le haghaidh fóntais, bia, agus fisice agus iad ag dul i ngleic le breoslaí iontaise, foinsí in-athnuaite, agus éifeachtúlacht.

• **Caighdeánú na cileavattuaire** - Glacann fóntais leictreacha domhanda le kWh le haghaidh billeála
• **Lipéadú calraí** (1960idí-90idí) - Caighdeánaítear fuinneamh bia; ordaíonn an FDA fíricí cothaithe (1990)
• **Réabhlóid fhótavoltach** (1970idí-2020idí) - Ardaíonn éifeachtúlacht painéal gréine ó <10% go >20%
• **Ceallraí litiam-ian** (1991-inniu) - Ardaíonn dlús fuinnimh ó ~100 go 250+ Wh/kg
• **Greasáin chliste & stóráil** (2010idí) - Bainistíocht fuinnimh fíor-ama agus ceallraí ar scála greasáin

Aithníonn an 21ú haois costas comhshaoil an fhuinnimh. Athraíonn an fócas ó fhuinneamh a ghiniúint amháin go fuinneamh glan a ghiniúint go héifeachtúil.

• **Déine carbóin** - Astaíonn breoslaí iontaise 400-1000 g CO₂/kWh; astaíonn foinsí in-athnuaite <50 g CO₂/kWh saolré
• **Bearnaí stórála fuinnimh** - Stórálann ceallraí ~0.5 MJ/kg i gcoinne 46 MJ/kg peitril; maireann imní raoin
• **Comhtháthú greasáin** - Éilíonn foinsí in-athnuaite inathraitheacha stóráil agus freagairt ar éileamh
• **Éilimh éifeachtúlachta** - LEDanna (100 lm/W) vs. gealbhruthacha (15 lm/W); caidéil teasa (COP > 3) vs. téamh frithsheasmhach

Éilíonn an t-aistriú go glan-nialas gach rud a leictriú agus an leictreachas sin a ghiniúint go glan — ollchóiriú iomlán ar an gcóras fuinnimh.

Liostaíonn lipéid bia fuinneamh i gCalraí (kcal). Tiontaíonn do chorp é seo go ATP le haghaidh oibre ceallacha le héifeachtúlacht ~25%.

• **Ráta meitibileach bunúsach** - ~1,500-2,000 kcal/lá (6-8 MJ) chun fanacht beo
• **Rith maratóin** - Dónn sé ~2,600 kcal (~11 MJ) thar 3-4 uair an chloig
• **Barra seacláide** - D'fhéadfadh ~250 kcal ríomhaire glúine 60W a chumhachtú ar feadh ~4.5 uair an chloig (dá mbeadh sé 100% éifeachtach)
• **Mata aiste bia** - 1 lb saille = ~3,500 kcal easnamh; 500 kcal/lá easnamh = 1 lb/seachtain

Gearrann billí leictreachais in aghaidh an kWh. Cuidíonn tuiscint ar ídiú fearas le costais agus lorg carbóin a laghdú.

• **LED vs. gealbhruthach** - 10W LED = 60W solas gealbhruthach; sábhálann sé 50W × 5 u/lá = 0.25 kWh/lá = €9/mí
• **Ualaí taibhse** - Cuireann gléasanna ar fuireachas ~5-10% d'fhuinneamh an tí amú (~1 kWh/lá)
• **Caidéil teasa** - Bogann siad 3-4 kWh teasa ag baint úsáide as 1 kWh leictreachais (COP > 3); tá téitheoirí frithsheasmhacha 1:1
• **Luchtú cairr leictrigh** - Ceallra 60 kWh ag €0.15/kWh = €9 le haghaidh lánluchtaithe (i gcoinne coibhéis peitril €40)

Tiontaíonn feithiclí fuinneamh breosla go fuinneamh cinéiteach le caillteanais shuntasacha. Tá EVanna 3× níos éifeachtaí ná innill dócháin inmheánaigh.

• **Carr peitril** - 30% éifeachtach; 1 galún (132 MJ) → 40 MJ obair úsáideach, 92 MJ teas
• **Carr leictreach** - 85% éifeachtach; 20 kWh (72 MJ) → 61 MJ chuig na rothaí, 11 MJ caillteanais
• **Coscánú athghiniúnach** - Aisghabhann sé 10-25% den fhuinneamh cinéiteach ar ais chuig an gceallra
• **Aerdinimic** - Déanann dúbailt na luais an chumhacht tarraingthe a theastaíonn a cheathairéadú (P ∝ v³)

Is ionann an tionscal trom agus ~30% d'úsáid fuinnimh an domhain. Tá éifeachtúlacht próisis agus aisghabháil teasa iarmharaigh ríthábhachtach.

• **Táirgeadh cruach** - ~20 GJ in aghaidh an tona (5,500 kWh); úsáideann foirnéisí stua leictrigh dramh agus níos lú fuinnimh
• **Bruithniú alúmanaim** - ~45-55 GJ in aghaidh an tona; is é sin an fáth a sábhálann athchúrsáil 95% den fhuinneamh
• **Lárionaid sonraí** - ~200 TWh/bliain ar fud an domhain (2020); tomhaiseann PUE (Éifeachtúlacht Úsáide Cumhachta) an éifeachtúlacht
• **Táirgeadh stroighne** - ~3-4 GJ in aghaidh an tona; is ionann é agus 8% d'astaíochtaí CO₂ an domhain

Tiontaíonn grian, gaoth, agus hidreafhuinneamh an fuinneamh comhthimpeallach go leictreachas. Múnlaíonn an fachtóir acmhainne agus an t-eatramhacht an imscaradh.

• **Painéal gréine** - ~20% éifeachtúlacht; faigheann 1 m² ~1 kW de bhuaic na gréine → 200W × 5 uair gréine/lá = 1 kWh/lá
• **Fachtóir acmhainne tuirbín gaoithe** - 25-45%; tuirbín 2 MW × 35% CF = 6,100 MWh/bliain
• **Hidrileictreach** - 85-90% éifeachtach; 1 m³/s ag titim 100m ≈ 1 MW
• **Éifeachtúlacht turais bhabhta stórála ceallraí** - 85-95%; caillteanais mar theas le linn luchtaithe/urscaoilte

Ó luasairí cáithníní go comhleá léasair, oibríonn taighde fisice ag foircinn fuinnimh.

• **Imbhuailteoir Mór Hadron** - 362 MJ stóráilte i léas; imbhuailtí prótón ag 13 TeV
• **Comhleá léasair** - Seachadann NIF ~2 MJ i nanashoicindí; baineadh cothromaíocht amach in 2022 (~3 MJ aschur)
• **Iseatóip leighis** - Luasghéaraíonn cioglatróin prótóin go 10-20 MeV le haghaidh íomháú PET
• **Ghathanna cosmacha** - An cáithnín fuinnimh is airde a braitheadh: ~3×10²⁰ eV (~50 J i bprótón amháin!)

Is cumhacht (ráta) é kW. Is fuinneamh (kW × uaireanta) é kWh. Úsáideann billí kWh.

Is ea. Tá ‘Calra’ bia cothrom le 1 chileacalra (kcal) = 4.184 kJ.

Fuinneamh (kWh) × taraif (in aghaidh an kWh). Sampla: 2 kWh × €0.20 = €0.40.

Mar gheall ar thomhais stairiúla ag teochtaí éagsúla, cruthaíodh athraithigh (IT, teirmiceimiceach). Le haghaidh cothaithe, bain úsáid as kcal.

Tá eV nádúrtha do scálaí adamhacha/cáithníní. Tiontaigh go J le haghaidh comhthéacsanna macrascópacha.

An t-aschur fuinnimh iarbhír le himeacht ama roinnte ar an aschur dá rithfeadh an gléasra ar lánchumhacht 100% den am.