Apakah menyalakan dan mematikan bola lampu berulang kali menggunakan lebih banyak energi daripada hanya membiarkannya menyala berjam-jam?

48

Katakanlah saya memiliki lampu 60W di lampu di kamar saya. Jika saya terus menyalakan lampu selama 2 jam tetapi hari berikutnya, saya menyalakan dan mematikannya 10 kali dalam interval 5 menit. Skenario mana yang akan menggunakan lebih banyak energi?

— Christopher Chipps
sumber

6

Jika Anda ingin menghemat energi, pertimbangkan untuk menggunakan teknologi LED.

— Marcel

7

Bola jenis apa?

— Nick Johnson

2

Saya ingin tahu apakah jawabannya sama di semua jenis lampu. Saya telah melihat tes lampu pijar, lampu neon, dan LED. Tapi bagaimana dengan natrium tekanan tinggi, logam halida, uap merkuri, dll?

— Berikan

3

@marcel atau benar-benar "apa pun kecuali lampu pijar" .. 60b setara bola lampu LED lumayan turun menjadi sekitar $ 15 di Amazon pada saat komentar ini, dan menarik tidak lebih dari 9w, sering kurang.

— Jeff Atwood

2

Saya selalu berpikir mitos itu tentang bola lampu yang tahan lebih lama jika dibiarkan tidak berarti Anda akan menghemat daya. Perputaran tenaga menyebabkan filamen menjadi panas dan dingin dan menyebabkannya cepat aus. Saya berasumsi itu adalah pemikiran yang sama di balik penerangan yang dibiarkan menyala sepanjang waktu. Segala sesuatu menjadi lebih cepat aus jika keadaannya diubah menjadi sering.

— Chef Flambe

59

Membiarkannya hidup akan menggunakan lebih banyak energi, tentu saja. Terkadang, orang mencoba meyakinkan diri mereka bahwa menyalakan dan mematikan lampu menggunakan lebih banyak energi karena ada arus lonjakan yang tinggi, atau semacamnya.

Pertama, lampu pijar hampir tidak memiliki arus lonjakan arus, karena mereka tidak memiliki kapasitor untuk diisi, dan mereka tidak perlu mengenai busur di bohlam. Arus awalnya lebih tinggi karena resistensi filamen lebih rendah, tetapi:

ini hanya sepersekian detik
menaikkan suhu tidak membutuhkan energi lebih banyak daripada yang dibutuhkan untuk membiarkannya tetap mempertahankan suhu itu
walaupun saat ini mungkin lebih tinggi, itu tidak jauh lebih tinggi. Apakah semua lampu lain di rumah Anda redup sementara ketika Anda menyalakannya?

Kedua, jika Anda mengambil bola lampu neon, yang mungkin memiliki kapasitor, dan karenanya mungkin memerlukan beberapa arus masuk, itu tidak mulai menebus biaya membiarkan lampu menyala. Pertimbangkan lagi seberapa pendek periode turn-on relatif terhadap periode leave-on. Bahkan jika Anda mempertimbangkan keausan pada bohlam dan starter dan fixture, hampir selalu lebih ekonomis untuk mematikan bohlam. Saya membaca laporan oleh seseorang yang repot melakukan semua perhitungan, dan mereka menyimpulkan bahwa jika Anda bermaksud mematikan lampu selama lebih dari 60 detik, itu lebih ekonomis untuk melakukannya.

— Phil Frost
sumber

3

Satu pertimbangan adalah bahwa beberapa lampu neon tidak memanas hingga kecerahan penuh sampai mereka menyala selama satu menit atau lebih. Mereka mungkin menyala hanya sekitar seperempat dari kecerahan penuh dan naik perlahan. Ini bisa menjadi fitur yang bagus untuk membantu mata Anda menyesuaikan dari ruangan gelap ke ruangan terang, atau menyebalkan jika berpindah dari satu ruangan ke ruangan lain. Seseorang mungkin ingin menukar biaya energi yang agak lebih tinggi jika ini merupakan masalah.

— Matt B.

4

+1 untuk jawaban yang bagus. Apakah Anda memiliki tautan ke laporan? Kedengarannya sangat masuk akal, tetapi akan menarik untuk dibaca (dan selalu bagus untuk memiliki referensi).

— Leo

@ Leo - hanya dengan melihat sifat-sifat listrik dari bola lampu pijar (kurva suhu-tahan & konstanta waktu, dll.) Akan memungkinkan Anda untuk memodelkannya secara matematis dan meyakinkan diri sendiri tentang jawabannya.

— John U

3

60 detik suara waayyy terlalu lama untuk lampu pijar. Anggap mereka menyala secara instan dalam istilah manusia. Katakanlah 100 ms untuk bermurah hati. Bahkan jika arus dingin adalah 10x arus panas, itu hanya menyumbang 1 detik waktu berjalan.

— Olin Lathrop

3

Untuk bola lampu pijar, apa pun yang meningkatkan daya yang dikonsumsi bola lampu harus meningkatkan jumlah total panas yang dihamburkan ke lingkungan (melalui radiasi yang terlihat, radiasi inframerah, konduksi, konveksi, dll.) Untuk bola lampu yang biasanya dibangun, matikan bola lampu untuk setiap interval akan - sejauh yang saya tahu - tanpa syarat mengurangi jumlah panas yang dihamburkan, dan akibatnya harus mengurangi jumlah energi yang dikonsumsi.

— supercat

40

Oke, mari kita buat simulasi sederhana:

Menurut halaman Wiki pada lampu pijar , untuk bola lampu 100W, 120V, resistansi dingin adalah ~ 9.5Ω, dan resistansi panas ~ 144Ω. Dibutuhkan sekitar 100ms untuk bola lampu untuk mencapai resistensi panas saat menyalakan.
Begitu dipersenjatai dengan info ini, kita dapat mensimulasikan dan membuktikan lonjakan awal akan benar-benar tidak signifikan jika kita mengganti bohlam setiap 5 menit. Kami tidak benar-benar perlu menjalankan simulasi selama 2 jam untuk membuktikan ini, tetapi kami akan melakukannya. Saya bahkan telah memperpanjang waktu "pemanasan" hingga 300 ms.
Inilah sirkuit SPICE kami, bohlam diwakili oleh sakelar yang secara bertahap mengubah resistansi dari 9,5Ω ke 144Ω di atas kenaikan sinyal kontrol (300 ms) Sakelar lampu diwakili oleh sakelar lain, yang hanya berubah dari 1mΩ ke 10MΩ

Sirkuit Uji Bohlam

Berikut ini simulasi, dengan kekuatan rata-rata yang ditampilkan di kotak dialog:

Simulasi Tes Bohlam

Berikut ini adalah close up dari switching, dengan bohlam perlawanan ditampilkan (jangan khawatir tentang resistensi menjadi negatif, itu hanya karena SPICE menghitungnya seperti itu menggunakan aliran saat ini - itu masih resistensi positif yang nyata):

Closeb Test Closeup

Dan sekarang, inilah simulasi dengan bohlam yang dihidupkan sepanjang waktu, dengan daya rata-rata yang ditampilkan:

Uji Bohlam Aktif

Anda dapat melihat bahwa daya rata-rata adalah 95.659W, yang hanya sedikit kurang dari jika kami menggandakan awal 5 menit, nilai tes 5 menit off 48.2W (48.2 "* 2 = 96.4W) sehingga perbedaan switching dibuat adalah mungil.

Seberapa cepat Anda perlu beralih agar lebih buruk?

Mungkin tidak mungkin untuk memperburuknya seperti yang dicatat Supercat dengan benar, karena filamen tidak akan cukup dingin saat beralih. Jadi, ambil grafik di bawahnya sebagai skenario terburuk (misal bola lampu diledakkan dengan gas beku antara perpindahan atau semacamnya :-) Perhatikan bahwa ini akan menambahkan sumber energi lain ke sistem, jadi jelas akan curang) Seberapa cepat itu mendingin dan efeknya akan menarik untuk dilihat, dan jika waktu mengizinkan saya akan menambahkan lebih banyak tentang ini.

Jadi, dengan asumsi di atas, cukup cepat, sekitar sekali setiap 2 detik sesuai dengan simulasi berlebihan di atas (pada kenyataannya, mungkin sekitar satu kali per detik) Berikut adalah nilai dua menit untuk beralih sekali setiap dua detik, dan daya rata-rata hanya lebih dari 100W ( ~ 104W):

Bulb Test Beralih Cepat

— Oli Glaser
sumber

1

+1 untuk grafik. Mythbusters membuktikan hal yang sama, tetapi mereka menunjukkan bahwa neon mengkonsumsi secara signifikan pada saat startup.

— Gustavo Litovsky

1

Ya, saya pikir saya ingat pernah melihat pertunjukan itu beberapa waktu yang lalu. Saya mungkin melihat bola lampu neon sedikit kemudian dan menambahkannya, karena saya yakin itu akan mengkonsumsi lebih banyak daya pada startup sehingga akan menarik untuk membandingkan.

— Oli Glaser

1

Saya tidak berpikir setiap siklus dapat meningkatkan konsumsi daya dalam lampu pijar konvensional dibangun; mungkin Anda dapat membaca jawaban saya dan memberi tahu saya jika ada kesalahan dalam alasan saya.

— supercat

1

@ supercat - mungkin tidak, karena filamennya tidak cukup dingin di antara switching, yang saya sadari beberapa saat yang lalu. Jadi saya pikir Anda benar, dan saya akan menambahkan catatan tentang ini, dan mungkin mengubah simulasi itu nanti ketika saya memiliki sedikit lebih banyak waktu untuk melihat bola lampu neon juga. Poin utama (seperti yang Anda tahu) adalah untuk menunjukkan seberapa kecil efek dari switching secara keseluruhan.

— Oli Glaser

@supercat - perhatikan bahwa kami hanya mempertimbangkan bohlam itu sendiri di sini, dan bukan sisanya dari sistem. Melihat impedansi kabel dan faktor sistem non-ideal lainnya mungkin menarik juga (saya hanya tidak punya waktu untuk melakukannya sekarang)

— Oli Glaser

19

Menurut ringkasan episode Mythbusters di Wikipedia :

"The MythBusters menghitung bahwa lonjakan daya dari menyalakan lampu hanya akan mengkonsumsi daya sebanyak meninggalkannya selama sepersekian detik (kecuali untuk lampu tabung fluorescent; startup mengkonsumsi daya sekitar 23 detik)".

Jadi sebenarnya ada kemungkinan on / off akan mengkonsumsi lebih banyak daya jika fluorescent terus-menerus dinyalakan dan dimatikan.

— Gustavo Litovsky
sumber

1

Anda membutuhkan lebih banyak energi untuk menyalakannya, tetapi Anda harus mengurangi energi yang Anda hemat dengan mematikannya.

— Al Kepp

1

@AlKepp: Ini semua tergantung pada "siklus"

— Gustavo Litovsky

10

Pengaturan yang terus menerus akan mengkonsumsi lebih banyak energi untuk menyalakan bola lampu.

Argumen kontra yang mungkin adalah bahwa siklus menghidupkan / mematikan akan memperpendek umur bohlam, dan dengan demikian biaya energi untuk pembuatan, pengangkutan, dan pembuangannya akan diamortisasi selama lebih sedikit jam pelayanan. Tetapi tanpa menggali angka aktual, firasat saya adalah bahwa ini tidak mungkin melebihi energi operasional. Salah satu cara yang masuk akal untuk mengikat perkiraan adalah membandingkan biaya bola lampu itu sendiri dengan biaya menyalakannya.

— Chris Stratton
sumber

2

Biaya bohlam adalah cara terbaik untuk memasukkan angka ke biaya transportasi dan produksi. Lagipula, orang tidak menjualnya untuk kehilangan uang. Anda hanya perlu khawatir tentang eksternalitas seperti beban lingkungan dari manufaktur yang tidak dibebankan kembali ke pabrik. Tapi ini pengalih perhatian, pertanyaan yang diajukan secara khusus tentang penggunaan energi, bukan biaya.

— Phil Frost

1

Idenya adalah bahwa biaya membatasi estimasi biaya produksi / transportasi dan dengan demikian energi yang dikonsumsi untuk mencapai itu. Tetapi beberapa eksternalitas dapat diinternalisasi sebagai penggunaan energi, misalnya, memproses aliran limbah kemungkinan akan mengkonsumsi energi (karena limbah yang terlibat di sini mungkin tidak memiliki potensi sebagai bahan bakar untuk menggerakkan proses)

— Chris Stratton

1

Memberi +1 untuk cara praktis lain untuk melihat masalahnya. Saya pikir meskipun ini adalah pertanyaan yang sangat sederhana, Anda dapat menulis makalah yang cukup panjang (dan berat matematika) tentang berbagai faktor yang ditunjukkan dalam jawaban ini. Hanya impedansi dari kabel, saklar pantulan, karakteristik termal bohlam akan menyenangkan untuk memulai dengan ...

— Oli Glaser

1

Menurut episode Mythbusters yang disebutkan dalam jawaban lain 'Lebih lanjut, keausan menyalakan dan mematikan lampu berulang kali tidak mengurangi harapan hidup total bohlam cukup untuk mengimbangi peningkatan penggunaan listrik. Oleh karena itu, jauh lebih ekonomis untuk mematikan lampu daripada membiarkannya menyala '.

— Sarel Botha

5

Semua energi yang masuk ke bola lampu pijar akan dikonversi menjadi panas, yang kemudian harus dihilangkan entah bagaimana. Sebagian dari panas itu kemudian akan dipancarkan dalam bentuk cahaya, tetapi energinya harus dimulai sebagai panas. Oleh karena itu, satu-satunya cara bola lampu pijar dapat menggunakan lebih banyak daya adalah untuk menghilangkan lebih banyak panas. Bola lampu yang dingin mengkonsumsi lebih banyak daya listrik daripada yang panas, tetapi juga menghilangkan lebih sedikit panas. Jika bola lampu yang diaktifkan pada suhu stabil dimatikan pada saat T1, agak dingin, dihidupkan kembali, dan telah kembali ke suhu sebelumnya pada saat T2, total energi yang dikonsumsi antara waktu T1 dan T2 harus menjadi total jumlah panas yang dihamburkan, dan itu akan menjadi kurang dari jumlah panas yang akan hilang seandainya bola lampu menyala terus menerus.

Satu-satunya skenario di mana bola lampu pijar dapat menggunakan lebih banyak daya ketika bersepeda daripada bila dioperasikan terus menerus adalah jika bola lampu memiliki bagian filamen yang berbeda yang dihubungkan secara seri dan dioperasikan pada suhu yang berbeda (beberapa bola lampu proyektor dibangun seperti itu). Dalam skenario itu, siklus bohlam akan menyebabkan bagian suhu tinggi lebih sedikit terpancar, tetapi dalam beberapa kondisi siklus kerja akan menyebabkan bagian suhu rendah memancarkan lebih banyak. Adalah mungkin untuk membuat bola lampu sedemikian rupa sehingga peningkatan disipasi dari bagian suhu rendah melebihi pengurangan disipasi dari bagian suhu tinggi, sehingga meningkatkan penggunaan energi secara keseluruhan; Saya tidak yakin apakah kondisi seperti itu akan berlaku untuk desain bohlam "praktis".

— supercat
sumber

Alasan ini membuat asumsi di mana Anda mengukur konsumsi energi untuk keperluan pertanyaan awal: jika Anda mengukurnya secara listrik di dekat soket bohlam, ini benar. Tapi itu mengabaikan kemungkinan kerugian di tempat lain karena penggunaan dan pola penggunaan, yang tidak akan muncul sebagai limbah panas di bohlam itu sendiri melainkan di pembangkit listrik, jaringan distribusi, dll. Kesimpulannya mungkin tidak berubah.

— Chris Stratton

@ ChrisStratton: Jika infrastruktur dimodelkan sebagai resistif, itu mirip dengan situasi dengan filamen suhu tinggi dan rendah; jika infrastrukturnya lebih "rumit", maka segala sesuatu mungkin terjadi. Memang, jika sebuah gedung yang dilayani oleh kabel panjang memiliki beban yang sangat induktif, menyalakan bola lampu yang seri dengan topi besar bisa - setidaknya secara teori - mengurangi kerugian garis dengan jumlah yang jauh lebih besar daripada kekuatan yang dikonsumsi oleh bohlam.

— supercat

"Oleh karena itu, satu-satunya cara bola lampu pijar dapat menggunakan lebih banyak daya adalah untuk itu untuk menghilangkan lebih banyak panas. Bola yang dingin mengkonsumsi lebih banyak daya listrik daripada yang panas, tetapi juga menghilangkan lebih sedikit panas." Bukankah kalimat-kalimat itu saling bertentangan satu sama lain ....? Satu-satunya cara untuk mengkonsumsi lebih banyak daya adalah lebih banyak panas, tetapi yang mengkonsumsi lebih banyak daya mengeluarkan lebih sedikit panas .....?

— Affe

1

@ Kantor - sebenarnya, tidak, tapi itu bukan situasi yang bisa bertahan lama. Bola lampu panas menghilangkan lebih banyak panas, karena laju disipasi adalah fungsi dari temperatur. Namun, kegagalan bohlam dingin untuk menghilang dengan cepat akan membuatnya menjadi bohlam yang panas.

— Chris Stratton

0

Membiarkan lampu menyala menggunakan lebih banyak daya. Mematikan lampu menghemat daya.

Anggap saja lampu mengambil daya nol saat mati (POWER_OFF = 0), dan 100W atau apa pun saat dinyalakan (POWER_ON = 100).

Total daya dalam jam Watt sama dengan: POWER_ON * TIME_ON + POWER_OFF * TIME_OFF.

Perhatikan bahwa sejak POWER_OFF = 0, total daya ditentukan hanya oleh istilah TIME_ON.

- l8rs

— l8rs
sumber