beregninger - Odder Gymnasium

Lisa, Sarah, Sofie Lau og Ida Innovation 11/12-2012
2.N
Udnyttelse af energi fra motionscykel
Med dette forsøg vil vi gerne undersøge hvor meget energi man kan udvinde fra en motionscykel.
Vi vil gerne i det lange forløb kunne udnytte og omdanne den mekaniske energi, produceret fra
forskellige former for motionsapparater, til bl.a. elektricitet og varme af termer.
Energi udregnes ved hjælp af følgende formel:
E = P * T
- E = energi
- P = effekt
- T = tid
Materialer:
- Motionscykel med indbygget måling af watt og tid
- Forsøgsperson (Lisa)
- Skema
Metode:
Først og fremmest tilsatte vi elektrisk strøm til motionscyklen, og vi påbegyndte spinning med let
modstand i et minut. Herefter noterede vi Watt produceringen og gennemsnitlig hastighed.
Følgende testede vi med samme fremgangsmetode Watt produceringen med medium og hård
modstand.
Resultater:
Modstand Km/t Watt produceret ved spinning i 1 min Energi produceret på en time
Let 21 km/t 132 W E = 132 W * 60 *60 = 475200 J = 0,4752 MJ
0,4752/3.6 = 0,132 kwh
Medium 17 km/t 200 W E = 200 W* 60 * 60 = 720000 J = 0,72 MJ
0.72/3.6 = 0.2 kwh
Hård 13 km/t 253 W E = 253 W * 60 * 60 = 910800 J = 0,9108 MJ
0,9108/3.6 = 0,253 kwh
Odder Gymnasium
1

Lisa, Sarah, Sofie Lau og Ida Innovation 11/12-2012
2.N
Opvarmning af Termer
For at opvarme vores termer på henholdsvis 28 o C, 34 o C, 36 o C og 38 o C er der brug for en vis
mængde energi. Vi vil derfor gerne undersøge og udregne hvor meget energi, der er brug for.
Energien der skal bruges for at varme termerne op udregnes ved hjælp af følgende formel:
E = c*M* T
- E = energi
- c= varmefylde (I dette tilfælde skal vi bruge vands varmefylde som er på 4,186 ( ))
- M = Masse
- T = temperatur stigning
Resultater:
Temperatur C M T Energi der skal bruges for at opvarme 1 kg vand
28 o C
Vand = 4,186 ( ) 1 kg 20 o C 4,186 ( )*1 kg*20 o C = 83.72 KJ
34 o C
36 o C
38 o C
Vand = 4,186 ( ) 1 kg 26 o C
4,186 ( )*1 kg*26 o C = 108.836 KJ
Vand = 4,186 ( ) 1 kg 28 o C 4,186 ( )*1 kg*28 o C = 117.208 KJ
Vand = 4,186 ( ) 1 kg 30 o C 4,186 ( )*1 kg*30 o C = 125.58 KJ
Udregning af hvor meget energi hver enkelt term skal bruge på opvarmning.
Rumfanget af termerne:
- Term på 20 o C = 8 m * 6 m * 1,6 m
- Term på 26 o C = 8 m * 6 m * 1,6 m
- Term på 28 o C = 6 m * 4 m * 1,5 m
- Term på 30 o C = 6 m * 4 m * 1.5 m
1m 3 = 1000 L
8 m * 6 m * 1,6 m * 1000 = 76800 L
6 m * 4 m * 1,5 m * 1000 = 36000 L
Odder Gymnasium
2

Lisa, Sarah, Sofie Lau og Ida Innovation 11/12-2012
2.N
Termer Energi som skal bruges til at opvarme termerne
28 o C 83,72 KJ * 76800 = 6429696 KJ = 6430 MJ
6430/3,6 = 1786,11 kwh
34 o C 108,836 KJ * 76800 = 8358604,8 KJ = 8358,6048 MJ
8358,6048/3,6 = 2321,8 kwh
36 o C 117,208 KJ * 36000 =4219488 KJ = 4219,488 MJ
4219,488/3.6 = 1172,08 kwh
38 o C 125,58 KJ * 36000 = 4520880 KJ = 4520,88 MJ
Energitab:
4520,88/3.6 = 1255,8 kwh
Hvis man antager at rummet hvor termerne er placeret er 25 o C vil et formodet varmetab på 0,5 o C
pr time. Fordampningen som forekommer regnes for at kunne bruges til en smule opvarmning af
huset.
Hvis termerne har åbent 12 timer i døgnet kan opvarmningen til udligning af varmetabet pr. halve
døgn udregnes med følgende formel:
E = (M * C * 0,5 o C)*12
Termer
28 o C
Opvarmning til udligning af varmetab pr. halve døgn
(76800 kg * 4,186 ( ) * 0,5)*12 = 1928908,8 KJ = 1928,09 MJ
1928,09 /3,6 = 535,58 kwh
34 o C
(76800 kg * 4,186 ( ) * 0,5)*12 = 1928908,8 KJ = 1928,09 MJ
1928,09 /3,6 = 535,58 kwh
36 o C
38 o C
(36000 kg * 4,186 ( ) * 0,5)*12 = 904176 KJ = 904,176 MJ
904,176 /3,6 = 251,16 kwh
(36000 kg * 4,186 ( ) * 0,5)*12 = 904176 KJ = 904,176 MJ
904,176 /3,6 = 251,16 kwh
Opvarmning pr 12. time = 251,16 kwh *2 + 535,58 kwh * 2 = 1573,48 kwh
Odder Gymnasium
3

Lisa, Sarah, Sofie Lau og Ida Innovation 11/12-2012
2.N
I folkekøkkenet skal følgende apparater placeres:
Køkken apparater til folkekøkkenet
- 3x køleskab ca. Elforbrug pr. år pr køleskab = 288 kwh
- 4x ovn ca. Elforbrug pr. år pr sæt kogeplade = 170 kwh
- 4x kogeplade ca. Elforbrug pr. år pr sæt kogeplade = 215 Kwh
- 2x fryser ca. Elforbrug pr. år pr fryser = 300 kwh
Elforbrug pr. år i køkkenet:
- 300 kwh * 2 + 215 kwh * 4 + 170 kwh * 4 + 288 kwh * 3 = 2431 kwh
Lys
Rundt om i bygningen er der brug for belysning. Der skal være ca. 77 lamper, som gennemsnitligt
skal være tændt 12 pr. døgn. Vi regner med at bruge sparepærer på 11 W.
Igen bruges følgende formel for udregning af energi: E = P * T
Udregning for energiforbrug pr. lampe som er tændt i 12 timer:
E = (11W * 60 *60)*12 = 39600 J = 0,396 kwh
Energiforbrug for alle lamper pr. døgn:
0,396 kwh * 77 = 30,492 kwh
Solceller
Et anlæg på 1 kiloWattpeak (kWp) har et areal på ca. 7 m2 og producerer 850 – 900 kiloWatt-timer
(kWh) om året. Vi regner med at få installeret 8 solcelleanlæg
875 kwh * 8 = 7000 kwh pr år
Odder Gymnasium
4

Lisa, Sarah, Sofie Lau og Ida Innovation 11/12-2012
2.N
Forventet energi forbrug pr. døgn
Varmt vand
Køkken
Lys
1573,48 kwh
6,7528 kwh
30,492 kwh
1610,7248 kwh
Energiproduktion pr. dag
Motionscykler
(Hvis vi antager at 100 cykler gennemsnitligt bliver brugt 12 timer dagligt med medium
modstand(i betragtning af at der er døgnåbent))
240 kwh
Solceller
19,44 kwh
259.44 kwh
Da vores energiproduktion ikke er speciel stor i betragtning til vores energiforbrug, har vi i
tankerne at investerer i en andelsvindmølle. Vi har hentet inspiration fra et vindmølle projekt i
København hvor der er opsat flere vindmøller op i Øresund, Prøvestenen og Kalvebo Syd. Alle
borgere har så mulighed for at købe an andel i møllen og på den måde få energineutrale huse.
Dette projekt forestiller vi os i Odder by, med vindmøller ved Saksild strand, hvor der så skulle
være mulighed for f.eks. Spektrum odder og Odder svømmehal at købe andel i vindmøllerne.
Penge for entre bliver delvist brugt til vedligeholdelse, lønninger samt energiforbrug.
Odder Gymnasium
5