Gloeilampen of ledlampen in de gang van de sportschool
De eigenaar van een sportschool heeft in de gang 20 gloeilampen hangen. Elke gloeilamp is 60 W en kost € 1,50. Een gloeilamp gaat ongeveer 1000 branduren mee. In de bouwmarkt ziet de eigenaar ledlampen van 9 W die evenveel licht geven als die gloeilampen. Een ledlamp kost € 8,00 en gaat ongeveer 15 000 branduren mee. De gang is elke dag 4 uur verlicht, 365 dagen per jaar. De stroomprijs is € 0,30 per kWh. De eigenaar twijfelt: "Twintig ledlampen kosten mij 160 euro. Dat is veel geld, en die gloeilampen brandden toch prima?" Hij weet niet dat een gloeilamp maar een klein deel van de elektrische energie omzet in licht en de rest in warmte.
1. Bereken het energieverbruik per jaar van de 20 gloeilampen en van de 20 ledlampen. Gebruik kWh.
Read the worked answer
Stap 1: branduren per jaar t = 4 uur × 365 dagen = 1460 uur per jaar
Stap 2: gloeilampen Vermogen samen: 20 × 60 W = 1200 W = 1,2 kW E = P · t = 1,2 kW × 1460 h = 1752 kWh per jaar
Stap 3: ledlampen Vermogen samen: 20 × 9 W = 180 W = 0,18 kW E = 0,18 kW × 1460 h = 262,8 kWh per jaar
Conclusie: de gloeilampen gebruiken bijna 7 keer zoveel elektrische energie als de ledlampen, terwijl ze evenveel licht geven. Het verschil is 1752 − 262,8 = 1489,2 kWh per jaar.
2. Bereken hoeveel geld de eigenaar per jaar bespaart en na hoeveel tijd de extra aanschafkosten van de ledlampen zijn terugverdiend.
Read the worked answer
Stap 1: kosten aan stroom per jaar Gloeilampen: 1752 kWh × € 0,30 = € 525,60 Ledlampen: 262,8 kWh × € 0,30 = € 78,84 Besparing: € 525,60 − € 78,84 = € 446,76 per jaar
Stap 2: extra aanschafkosten Gloeilampen: 20 × € 1,50 = € 30,00 Ledlampen: 20 × € 8,00 = € 160,00 Extra: € 160,00 − € 30,00 = € 130,00
Stap 3: terugverdientijd 130,00 / 446,76 = 0,29 jaar 0,29 × 12 maanden ≈ 3,5 maanden
Conclusie: de bewering van de eigenaar klopt niet. De ledlampen zijn duurder in aanschaf, maar die € 130,00 is al na ongeveer 3,5 maand terugverdiend. Daarna levert het elk jaar bijna € 450 op.
3. De eigenaar zegt: "Een gloeilamp geeft tenminste nog warmte." Leg met behulp van energieomzetting uit waarom dat geen voordeel is, en noem nog een tweede reden waarom de ledlampen op den duur goedkoper zijn.
Read the worked answer
Energieomzetting: een gloeilamp zet elektrische energie om in licht en warmte. Bij een gloeilamp gaat maar ongeveer 5% naar licht en ongeveer 95% naar warmte. De lamp wordt heet en die warmte verdwijnt via de lucht naar buiten. Voor een gang heb je die warmte niet nodig: je betaalt dus vooral voor warmte die je niet wilt hebben. Een ledlamp zet een veel groter deel van de elektrische energie om in licht en wordt daardoor veel minder heet. Bij dezelfde lichtopbrengst is het elektrische vermogen daarom veel lager (9 W in plaats van 60 W).
Tweede reden: levensduur. Een gloeilamp gaat ongeveer 1000 branduren mee, een ledlamp ongeveer 15 000. De gang is 1460 uur per jaar verlicht. Met gloeilampen moet de eigenaar dus elk jaar (bijna) alle 20 lampen vervangen: 20 × € 1,50 = € 30 per jaar. De ledlampen gaan bij dit gebruik ongeveer 10 jaar mee, dus die vervangingskosten vallen bijna weg. Bovendien hoeft hij dan niet steeds met een trap en een ladder in de weer.
Conclusie: de gloeilamp kost op jaarbasis veel meer aan stroom en aan vervanging. De ledlamp wint op beide punten.