I arbeidet med oppgavene kan du ha bruk for formelen for elektrisk effekt, som du kan finne på sida Effekt. Effekten er energien som blir omdannet per sekund. Når et elektrisk apparat står på ei viss tid , finner vi energimengden som apparatet bruker, ved å multiplisere effekten med tida.
Vi minner også om at 1 kWh (kilowattime) energi er det samme som 3 600 000 J (joule).
Du kan finne løsningene på noen av oppgavene nederst på sida.
Oppgave 1
- I ei bordlampe står det i ei glødelyspære med elektrisk effekt 40 W. Dersom lampa står på 10 timer i løpet av en dag, hvor mye energi bruker lampa da? Gi svaret både i J og i kWh.
- Dersom strømprisen er 0,90 kr/kWh, hvor mye koster det å la lampa stå på i 10 timer?
- Tradisjonelle glødelyspærer blir gradvis faset ut og erstattet med LED-pærer. Vi ønsker å erstatte glødelyspæra i bordlampa vår med ei LED-pære som lyser omtrent like sterkt. Undersøk hva effekten er på ei slik LED-pære.
- Hvor mye kan du i teorien spare i strømutgifter i løpet av ett år dersom du bytter ut glødepæra i lampa med ei LED-pære med den effekten du fant i d)? Vi går ut fra at lampa i gjennomsnitt står på i 10 timer per dag.
- Forklar hvorfor det ikke er sikkert at du sparer så mye som det du har regnet deg fram til i e).
- Finn ut hva ei slik LED-pære koster, og gjør et overslag på omtrent hvor lang tid det i teorien tar å spare inn utgiftene til pæra.
Oppgave 2
En vanlig måte å varme opp en bolig på, er med elektriske panelovner. En typisk panelovn har en effekt på 1 000 W. Det vil si at vi dytter 1 000 W elektrisk effekt inn og får samne effekten ut i form av varmeenergi.
Regn ut hvor mye det koster å la panelovnen stå på i 10 timer dersom strømprisen er 0,90 kr/kWh.
- Mange har erstattet elektriske panelovner med ei varmepumpe. Forklar hvorfor ei varmepumpe ikke trenger så mye elektrisk energi som panelovner for å gi samme mengden varmeenergi. Du kan se på sida Energi fra omgivelsene for å lese mer om dette.
- Undersøk og finn tall på omtrent hvor mye energi en bolig med et areal på 120 m2 bruker til oppvarming i løpet av ett år.
- Vi går ut fra at boligen i deloppgave c) blir varmet opp med elektriske panelovner. Så erstatter vi panelovnene med ei varmepumpe som gir tre ganger så mye energi ut som det pumpa tar imot av elektrisk energi. Bruk tallet fra c) og finn ut hvor mye boligen kan spare per år i strømutgifter ved å bytte fra panelovner til varmepumpe.
- Omtrent hvor lang tid tar det å spare inn kostnadene som påløper når en bytter fra panelovner til varmepumpe? Finn pris på ei aktuell varmepumpe på nettet og bruk oppgitte tall for hvor effektiv denne varmepumpa er.
Tips til oppgave e)
Er det bare innkjøpsprisen til varmepumpa som er kostnad her?
Miniprosjekt
Det fins solcellepaneler til å legge på hustak. Disse solcellepanelene kan produsere elektrisk energi.
Ta utgangspunkt i en typisk enebolig. Finn ut hva det koster å legge på solcellepanel, og hvor lang tid det vil ta før kostnadene er spart inn.
Løsninger
Oppgave 1 a)
Effekten i pæra er 40 W. Med 40 W mener vi at det går med 40 J/s, altså 40 joule hvert eneste sekund lyspæra står på. Etter formelen øverst på sida må vi multiplisere dette tallet med tallet på sekunder i 10 timer, som var den tida lampa skulle stå på. Vi får
Vi kan regne oss fram til det siste svaret enklere ved å si at 40 W er det samme som 0,04 kW. (Husk at k står for kilo, som betyr "tusen".) Etter én time har det da gått med 0,04 kWh, og i løpet av 10 timer har det gått med 10 ganger så mye energi.
Oppgave 1 b)
Kostnadene blir
Oppgave 1 d)
Vi regner først ut hvor mye det koster å la glødelyspæra stå på i 10 timer hver dag i ett år.
Ei LED-pære med en effekt på 6 W kan lyse omtrent like sterkt som ei 40 W glødelyspære. Vi kan gjøre de samme utregningene som over, men vi kan også "gå veien om 1" ved å regne ut hvor mye strømmen koster per watt, og deretter multiplisere med 6. Strømkostnadene med LED-pære blir
Vi kan spare
Oppgave 1 e)
Problemet med glødelyspærer er at mesteparten av energien går med til varmeenergi. Ei glødelyspære vil derfor bidra til å varme opp rommet den står i. Når vi bytter ut pæra med ei LED-pære, der lite energi går til varme, må vi kanskje fyre litt mer for å beholde samme romtemperatur når det ikke kommer bidrag fra lyspæra lenger.
Oppgave 1 f)
Prisen på ei LED-pære kan variere fra 40 kroner og opp til 200 kroner. Dersom vi sier at LED-pæra koster ca. 100 kroner og at vi kan spare i overkant av 100 kroner på ett år, så tar det omtrent ett år å tjene inn igjen utgiftene til LED-pæra.
Kommentar: Sjekk levetida til den LED-pæra du har valgt. Vil pæra holde ett år?
Oppgave 2 a)
Her gjør vi slik som i oppgave 1 a) og b), men vi har slått sammen utregningen.
Oppgave 2 b)
Ei varmepumpe bruker elektrisk energi til å hente enda mer varmeenergi fra omgivelsene, som oftest fra uteluft. Slik kan vi få ut flere ganger mer varmeenergi enn det vi putter inn av elektrisk energi.