¿Encender y apagar un foco de luz consume más energía que solo dejarlo encendido por horas?

Dejarlo encendido usaría más energía, absolutamente. A veces, las personas intentan convencerse a sí mismas de que encender y apagar una luz consume más energía porque hay una corriente de irrupción alta o algo así.

En primer lugar, las luces incandescentes casi no tienen corriente de irrupción, ya que no tienen ningún condensador que cargar, y no es necesario que entren en un arco en la bombilla. La corriente es inicialmente mayor porque la resistencia del filamento es menor, pero:

1. esto es por una fracción de segundo
2. elevarlo a la temperatura no requiere más energía de la que habría necesitado dejarlo para mantener esa temperatura
3. a pesar de que la corriente puede ser más alta, no es mucho más alta. ¿Se apagan temporalmente todas las demás luces de su casa cuando enciende una?

En segundo lugar, si toma una bombilla fluorescente, que puede tener condensadores y, por lo tanto, puede requerir un poco de corriente de arranque, no comienza a compensar el costo de dejar la luz encendida. Considere nuevamente lo breve que es el período de activación en relación con el período de finalización. Incluso si considera el desgaste de la bombilla, el motor de arranque y el accesorio, casi siempre es más económico apagar la bombilla. Leí un informe de alguien que se molestó en hacer todos los cálculos y llegaron a la conclusión de que si tiene la intención de dejar la luz apagada durante más de unos 60 segundos, es más económico hacerlo.

Bien, configuremos una simulación simple:

Según la página Wiki sobre bombillas incandescentes , para una bombilla de 100W, 120V, la resistencia al frío es ~ 9.5Ω, y la resistencia al calor ~ 144Ω. La bombilla tarda unos 100 ms en alcanzar la resistencia al calor al encenderse.
Así que armados con esta información, podemos simular y probar que el aumento inicial sería absolutamente insignificante si cambiamos la bombilla cada 5 minutos. Realmente no necesitamos ejecutar la simulación durante 2 horas para demostrar esto, pero lo haremos. Incluso he extendido el tiempo de "calentamiento" a 300 ms.
Aquí está nuestro circuito SPICE, la bombilla está representada por un interruptor que cambia gradualmente la resistencia de 9.5Ω a 144Ω sobre el aumento de la señal de control (300 ms) El interruptor de la luz está representado por otro interruptor, que solo cambia de 1mΩ a 10MΩ

Aquíestálasimulación,conlapotenciapromedioquesemuestraenelcuadrodediálogo:

Aquí está un primer plano de la conmutación, con la resistencia de la bombilla mostrada (no se preocupe porque la resistencia sea negativa, eso es simplemente porque SPICE lo calculó de esa manera utilizando el flujo de corriente, sigue siendo una resistencia realmente positiva):

Yahora,aquíhayunasimulaciónconlabombillaencendidatodoeltiempo,conlapotenciapromediomostrada:

Puede ver que la potencia promedio es de 95.659W, que es solo un poco menos que si duplicamos los 5 minutos iniciales, 5 minutos fuera del valor de prueba de 48.2W (48.2 "* 2 = 96.4W), por lo que la diferencia el cambio hecho es minúsculo.

¿Qué tan rápido necesitarías cambiar para que sea peor?

Probablemente no sea posible empeorarlo, como lo señala Supercat, ya que el filamento no se enfriará lo suficiente entre los cambios. Entonces, tome la gráfica de abajo como el peor de los casos (p. Ej., La bombilla está cargada de gas de congelación entre los cambios o algo así) :-) Tenga en cuenta que esto agregaría otra fuente de energía al sistema, por lo que obviamente sería engañoso. se enfría y el efecto sería interesante de ver, y si el tiempo lo permite, agregaré algo más sobre esto.

Entonces, asumiendo lo anterior, bastante rápido, aproximadamente una vez cada 2 segundos según la simulación exagerada anterior (en realidad, probablemente una vez por segundo) Aquí hay dos minutos de conmutación una vez cada dos segundos, y la potencia promedio es solo más de 100W (~ 104W):

Según un resumen del episodio de Mythbusters en Wikipedia :

"MythBusters calculó que la sobrecarga de energía al encender una luz solo consumiría tanta energía como si la dejara encendida durante una fracción de segundo (excepto por las luces de tubos fluorescentes; la puesta en marcha consumió aproximadamente 23 segundos de potencia) ".

De hecho, es posible que el encendido / apagado consuma más energía si el fluorescente se enciende y apaga constantemente.

El ajuste constante consumiría más energía que la bombilla.

Un posible argumento en contra sería que el ciclo de encendido / apagado acortaría la vida útil de la bombilla y, por lo tanto, el costo energético de su fabricación, transporte y eliminación se amortizaría en menos horas de servicio. Pero sin desenterrar los números reales, mi intuición es que es poco probable que esto supere la energía operativa. Una forma plausible de consolidar una estimación es comparar el costo de la bombilla en sí mismo con el costo de alimentarla.

Toda la energía que entra en una bombilla incandescente se convertirá en calor, que luego debe ser disipada de alguna manera. Parte de ese calor se irradiará en forma de luz, pero la energía debe comenzar como calor. Por lo tanto, la única forma en que una bombilla incandescente puede usar más energía es disipar más calor. Una bombilla fría consume más energía eléctrica que una caliente, pero también disipa menos calor. Si una bombilla que se alimenta a una temperatura estable se apaga en el momento T1, se enfría un poco, se enciende nuevamente y ha regresado a su temperatura anterior en el tiempo T2, la energía total consumida entre el tiempo T1 y T2 debe ser el total la cantidad de calor disipado, y será menor que la cantidad de calor que se habría disipado si la bombilla hubiera estado encendida continuamente.

El único escenario en el que una bombilla incandescente podría usar más energía cuando se hace un ciclo que cuando se opera de forma continua sería si la bombilla tuviera diferentes secciones de filamento que se cablearon en serie y funcionaran a diferentes temperaturas (algunas bombillas de proyector se construyen así). En ese escenario, el ciclo de la bombilla causaría que la porción de alta temperatura irradie menos, pero en algunas condiciones del ciclo de trabajo causaría que la porción de baja temperatura irradie más. Sería posible construir el bulbo de tal manera que el aumento en la disipación de la porción de baja temperatura excediera la reducción en la disipación de la porción de alta temperatura, incrementando así el uso total de energía; Sin embargo, no estoy seguro de si tales condiciones se aplicarían a algún diseño de bombilla "práctico".

Dejar una luz encendida consume más energía. Apagar una luz ahorra energía.

Simplemente asuma que la luz toma potencia cero cuando está apagado (POWER_OFF = 0), y 100W o lo que sea cuando esté encendido (POWER_ON = 100).

La potencia total en vatios-hora es igual a: POWER_ON * TIME_ON + POWER_OFF * TIME_OFF.

Tenga en cuenta que, dado que POWER_OFF = 0, la potencia total está determinada únicamente por el término TIME_ON.

--l8rs