Hensikt
Elevene skal bli kjent med elektrisk energiforbruk i hjemmet og lære forskjellen mellom energi og effekt slik at de skjønner hvorfor det står 5 W på lyspæra, men 600 kWh på strømregningen.
Ferdigheter
Ferdighetene som øves spesielt i denne øvelsen er: beskrive matematisk, analysere data, bruke kilder, oppdage
I denne øvelsen skal elevene trene på å sette tall på energiforbruket fra forskjellige elektriske apparater. Dette er viktig fordi uten tall vet vi ikke hvilke tiltak som har en reell betydning for å redusere energiforbruket vårt.
Slik gjør du
- Bruk brikkene: beskrive matematisk, analysere data, bruke kilder, oppdage og planlegg gjennomføringen sammen med elevene. Snakk spesielt om hva det betyr å beskrive matematisk og hvorfor dette er viktig. Er det en rekkefølge på de ferdighetene som øves? Hvordan henger de sammen tenker dere?
- Elevene kan gjerne spørre foreldrene sine om hvor mye elektrisk energi de bruker på en måned. De bør også finne ut hva forskjellige ting i hjemmet bruker, har de varmepumpe? Den kanskje forteller hvor mye den bruker på en måned? Hvilken effekt har lyspærene, varmeovnene, komfyr, TV?
- Prøv å estimere hvor lang tid forskjellige ting (lyspærene, varmeovnene, komfyr, TV) brukes på en måned. Da kan du regne ut totalt forbruk og se hvor stor del av strømregningen det utgjør.
- Se også på vaskemaskin, oppvaskmaskin og ladning av elbil, der kan man finne hvor mye energi som brukes hver gang. Prøv så å estimere hvor mange ganger i måneden de kjøres så finner dere totalt forbruk.
- Kan dere finne ut hva som står for det meste av forbruket? Hvis man ønsker å minske strømforbruket, hva ville vært mest effektivt å gjøre noe med?
- Bruk de sekskantede brikkene og la elevene diskutere i grupper hvilke ferdigheter de har øvd på i denne øvelsen. Hvordan kan de bruke brikkene til å illustrere prosessen? På hvilke måter har de arbeidet med naturvitenskapelig praksiser og tenkemåter i denne øvelsen?
Faglig forklaring
Mange blander kW og kWh, man leser ofte saker i media hvor de skrive kW eller TW, men mener kWh eller TWh; det er viktig å forstå forskjellen mellom disse. W brukes til effekt og forteller hvor mye energi som brukes per sekund. Hvis vi tar effekten i W og multipliserer med hvor mange timer (h) vi har det forbruket så får vi totalt energiforbruk i Wh.
Vi bruker ofte prefiks som k = 1000, M = 1 000 000, G = 1 000 000 000 og T = 1 000 000 000 000. Så 1 kWh = 1000 Wh.
Her er noen eksempler. Hvis vi har en varmepumpe kanskje den bruker 10 kWh per dag når det er kaldt. Det betyr omtrent 10 kWh*30= 300 kWh per måned. En LED-pære med en effekt på 10 W som står på i 8 timer bruker totalt 10 W*8 h = 80 Wh, hvilket blir 2400 Wh = 2,4 kWh per måned. Hvis vi bruker en mikrobølgeovn med en effekt på 900 W i 6 min = 0,1 h hver dag så blir forbruket 900 W *0,1 h=90 Wh per dag eller 2,7 kWh per måned. En kokeplate som bruker 1500 W og brukes 12 min = 0,2 h per dag bruker totalt 1,5 kW*0,2 h = 0,3 kWh per dag eller 9 kWh per måned.
Et lite mer komplisert eksempel er en varmtvannsberedere på 120 l som skal varme vannet fra 5 grader til 75 grader. Da trenger man 4190 J/kgoC*120 kg*70 oC = 35 MJ, vi vet at 1 kWh = 1000 W * 3600 s = 3,6 MJ. For hver oppvarmning trenger vi da 10 kWh. Hvis vi trenger en slik oppvarmning hver dag blir det 300 kWh i måneden.
Vi ser at oppvarmning typisk krever mye energi.
Forslag til utvidelse
Avhengig av hvilke apparater man diskuterer, kan dette tas videre i mange retninger. Man kan diskutere hvor mye energi som trengs for å varme opp forskjellige stoff som vann og luft. Man kan se på hvordan en varmepumpe fungerer og hvorfor den er bedre enn en elektrisk ovn, og sammenlikne med kjøleskapet (som jo også er en varmepumpe).
En annen retning er å finne ut mer om elektrisk energiproduksjon i Norge og hvordan en elektrisk generator fungerer.