Hopp til innhald

Oppgåve

Energi i elektrisk straum. ENØK

Forkortinga ENØK står for energiøkonomisering (det å unngå unødvendig energiforbruk). Elektrisk energi er ikkje gratis, og det kan vere mykje pengar å spare ved å gjere ulike ENØK-tiltak. I desse oppgåvene skal du rekne ut kor mykje straum og pengar det faktisk er mogleg å spare.

LK20

I arbeidet med oppgåvene kan du ha bruk for formelen for elektrisk effekt, som du kan finne på sida Effekt. Effekten P er energien som blir omdanna per sekund. Når eit elektrisk apparat står på ei viss tid t, finn vi energimengda E som apparatet bruker, ved å multiplisere effekten P med tida.

E=P·t

Vi minner også om at 1 kWh (kilowattime) energi er det same som 3 600 000 J (joule).

Du kan finne løysingane på nokre av oppgåvene nedst på sida.

Oppgåve 1

Nærbilde av glødelyspære. Foto.

Glødelyspære

LED-pære utan straum på. Foto.

LED-pære

  1. I ei bordlampe står det i ei glødelyspære med elektrisk effekt 40 W. Dersom lampa står på 10 timar i løpet av ein dag, kor mykje energi bruker lampa då? Gi svaret både i J og i kWh.
  2. Dersom straumprisen er 0,90 kr/kWh, kor mykje kostar det å la lampa stå på i 10 timar?
  3. Tradisjonelle glødelyspærer blir gradvis fasa ut og erstatta med LED-pærer. Vi ønskjer å erstatte glødelyspæra i bordlampa vår med ei LED-pære som lyser om lag like sterkt. Undersøk kva effekten er på ei slik LED-pære.
  4. Kor mykje kan du i teorien spare i straumutgifter i løpet av eitt år dersom du byter ut glødepæra i lampa med ei LED-pære med den effekten du fann i d)? Vi går ut frå at lampa i gjennomsnitt står på i 10 timar per dag.
  5. Forklar kvifor det ikkje er sikkert at du sparar så mykje som det du har rekna deg fram til i e).
  6. Finn ut kva ei slik LED-pære kostar, og gjer eit overslag på om lag kor lang tid det i teorien tek å spare inn utgiftene til pæra.

Oppgåve 2

Bilde av panelomn montert på vegg. Foto.

Panelomn

Bilde av den innvendige delen av ei varmepumpe, montert på ein panelvegg. Foto.

Varmepumpe, innvendig del

  1. Ein vanleg måte å varme opp ein bustad på, er med elektriske panelomnar. Ein typisk panelomn har ein effekt på 1 000 W. Det vil seie at vi dyttar 1 000 W elektrisk effekt inn og får same effekten ut i form av varmeenergi.



    Rekn ut kor mykje det kostar å la panelomnen stå på i 10 timar dersom straumprisen er 0,90 kr/kWh.

  2. Mange har erstatta elektriske panelomnar med ei varmepumpe. Forklar kvifor ei varmepumpe ikkje treng så mykje elektrisk energi som panelomnar for å gi same mengda varmeenergi. Du kan sjå på sida Energi frå omgivnadene for å lese meir om dette.
  3. Undersøk og finn tal på om lag kor mykje energi ein bustad med eit areal på 120 m2 brukar til oppvarming i løpet av eitt år.
  4. Vi går ut frå at bustaden i deloppgåve c) blir varma opp med elektriske panelomnar. Så erstattar vi panelomnane med ei varmepumpe som gir tre gonger så mykje energi ut som det pumpa tek imot av elektrisk energi. Bruk talet frå deloppgåve c) og finn ut kor mykje bustaden kan spare per år i straumutgifter på å byte frå panelomnar til varmepumpe.
  5. Om lag kor lang tid tek det å spare inn kostnadene som kjem til når ein byter frå panelomnar til varmepumpe? Finn pris på ei aktuell varmepumpe på nettet og bruk eventuelt oppgitte tal for kor effektiv denne varmepumpa er.
Tips til oppgåve e)

Er det berre innkjøpsprisen til varmepumpa som er kostnad her?

Miniprosjekt

Solcellepanel på hustak. Foto.

Solcellepanel på hustak

Det finst solcellepanel til å leggje på hustak. Desse solcellepanela kan produsere elektrisk energi.

Ta utgangspunkt i ein typisk einebustad. Finn ut kva det kostar å leggje på solcellepanel, og kor lang tid det vil ta før kostnadene er spara inn.

Løysingar

Oppgåve 1 a)

Effekten i pæra er 40 W. Med 40 W meiner vi at det går med 40 J/s, altså 40 joule kvart einaste sekund lyspæra står på. Etter formelen øvst på sida må vi multiplisere dette talet med talet på sekund i 10 timar, som var den tida lampa skulle stå på. Vi får

40 J/s·60·60·10 s = 1 440 000 J= 1 440 000 J3 600 000 J/kWh= 0,4 kWh

Vi kan rekne oss fram til det siste svaret enklare ved å seie at 40 W er det same som 0,04 kW. (Hugs at k står for kilo, som tyder "tusen".) Etter éin time har det då gått med 0,04 kWh, og i løpet av 10 timar har det gått med 10 gonger så mykje energi.

0,04 kWh· 10=0,4 kWh

Oppgåve 1 b)

Kostnadene blir

0,4 kWh· 0,90 kr/kWh=0,36 kr

Oppgåve 1 d)

Vi reknar først ut kor mykje det kostar å la glødelyspæra stå på 10 timar kvar dag i eitt år.

0,36 kr· 365=131,40 kr

Ei LED-pære med ein effekt på 6 W kan lyse om lag like sterkt som ei 40 W glødelyspære. Vi kan gjere dei same utrekningane som over, men vi kan òg "gå vegen om 1" ved å rekne ut kor mykje straumen kostar per watt, og deretter multiplisere med 6. Straumkostnadene med LED-pære blir

131,40 kr40·6=19,71 kr

Vi kan spare

131,40 kr-19,71 kr=111,69 kr

Oppgåve 1 e)

Problemet med glødelyspærer er at mesteparten av energien går med til varmeenergi. Ei glødelyspære vil derfor bidra til å varme opp rommet ho står i. Når vi byter ut pæra med ei LED-pære, der lite energi går til varme, må vi kanskje fyre litt meir for å behalde same romtemperatur når det ikkje kjem bidrag frå lyspæra lenger.

Oppgåve 1 f)

Prisen på ei LED-pære kan variere frå 40 kroner og opp til 200 kroner. Dersom vi seier at LED-pæra kostar ca. 100 kroner, og at vi kan spare i overkant av 100 kroner på eitt år, så tek det om lag eitt år å tene inn att utgiftene til LED-pæra.

Kommentar: Sjekk levetida til den LED-pæra du har valt. Vil pæra halde eitt år?

Oppgåve 2 a)

Her gjer vi likeins som i oppgåve 1 a) og b), men vi har slått saman utrekninga.

1 000 J/s·60·60·10 s3 600 000 J/kWh·0,90 kr/kWh = 9,00 kr

Oppgåve 2 b)

Ei varmepumpe bruker elektrisk energi til å hente endå meir varmeenergi frå omgivnadene, som oftast frå uteluft. Slik kan vi få ut fleire gonger meir varmeenergi enn det vi puttar inn av elektrisk energi.

Sist oppdatert 26.08.2021
Skrive av Bjarne Skurdal

Læringsressursar

Utforskande oppgåver knytte til samfunnsliv