Když se pletou dojmy s pojmy aneb Osm mýtů a faktů o domácí spotřebě energie

26.10.2023

Cíl lekce: Žák ví, že spotřebu energie v domácnosti lze řídit, a to jen na základě faktů a nikoli dojmů. Umí rozeznat rádoby chytré a babské rady od skutečně efektivních a fyzikálně opodstatněných opatření.

Pomůcky: flipchart, počítač s přístupem k internetu, psací potřeby, papíry A4

Věková skupina: od 6. třídy ZŠ výše

Časový rámec: cca 2 vyučovací hodiny

METODICKÝ POSTUP

AKTIVITA 1 (Brainstorming – Když vypadne elektřina) – 20 minut

Mnozí tu situaci známe: Velká letní bouřka nebo povětří způsobí výpadek elektřiny, oprava trvá nějaký čas. Většina našich aktivit doma je ale na elektřině závislá – svítíme, sledujeme televizi, potřebujeme dobít mobil nebo notebook, vaříme jídlo nebo vodu na čaj. Zkusme se vžít do takové situace, kdy vypnou proud. Jak budeme trávit čas bez elektřiny? Zvolíme variantu, kdy je venku světlo a kdy už je tam tma. Návrhy zapisujeme na tabuli do dvou sloupců (venku světlo/tma).

Má situace bez elektřiny nějaké výhody? Zapíšeme je (ušetříme a spotřebovanou energii, jdeme dřív spát a ráno budeme vyspalí, ...).

AKTIVITA 2 (Matematika – Vaříme v rychlovarce) – 20 minut

Málokdo z nás (žáků) má výdaje za základní chod domácnosti, naprostou většinu platí rodiče. Ovšem spotřebováváme všichni. Energii,vodu, potraviny, … Nejméně viditelnou položkou v rozpočtu je elektrická energie. Vyúčtování přijde jednou za rok a konkrétní náklady tak nejsou hned vidět. Kolik stojí energie na uvaření vody na čaj nebo oběda? A půlhodina sprchování teplou vodou nebo žehlení? Pojďme to spočítat.

Každý spotřebič má na svém štítku uvedený příkon, tedy okamžitou spotřebu (v tabulce jsou uvedeny orientační hodnoty). Zapneme-li např. varnou konvici o příkonu 2 kW a objemu vody 1,7 litru, uvede vodu do varu za cca 6 minut. Kolik za to zaplatíme korun, když 1 kWh stojí kolem 6 Kč? Příkon (v kWh) vynásobíme dobou v hodinách (v našem případě je to 0,1 h) a výsledek vynásobíme šesti. Za spotřebu energie na ohřev 1,7 litru vody z 20 na 100 ^oC zaplatíme přibližně 1,20 Kč. Je to málo nebo hodně? Jak často používáme rychlovarnou konvici? A potřebujeme vždy uvařit tak velký objem vody?

V tříčlenných skupinách odhadněte, kolik celkem hodin ročně používáme varnou konvici a kolik stojí její roční provoz. Navrhněte, jak uspořit energii (a tím i peníze za spotřebu) při jejím používání.

Ze všech řešení vybereme nejkvalifikovanější odhad.

Pro lektora: Základním pravidlem je ohřívat/vařit jen takový objem vody, který aktuálně potřebujeme, protože na ohřev 1 litru vody o 1 stupeň Celsia spotřebujeme energii 3,18 kJ a pokud vodu ohříváme a nevyužijeme, je energie spotřebovaná na  její ohřev promarněna.

 

AKTIVITA 3 (Kolik stojí roční spotřeba?) – 20 minut

Ve skupinách z tabulky určete počet spotřebičů v průměrné domácnosti a vypočítejte částku za jejich celkovou roční spotřebu elektrické energie.

Spotřebič	Kč/rok
Běžná žárovka	530
Halogenová žárovka	370
Úsporná žárovka	132
LED žárovka	80
Chladnička s mrazničkou	5400
Pračka	2400
Myčka na nádobí	3800
Bojler na teplu vodu (4-členná rodina)	20000
Sušička prádla	3800

Tabulka uvádí přibližné částky, které zaplatíme ročně za provoz některých běžných spotřebičů (není zohledněno stáří spotřebiče, energetická třída, jeho umístění, frekvence používání apod.). Kromě částky 6 Kč/kWh za spotřebovanou elektřinu ještě platíme další poplatky, např. stálý měsíční plat za služby dodavatele (zákaznický servis, komunikace s úřady, administrativa apod.), poplatek za distribuci, paušál za jistič, poplatek na podporu obnovitelných zdrojů energie (pro rok 2023 odpuštěn), poplatek na provoz přenosové soustavy, rozvodných zařízení a transformačních stanic, poplatek na činnost operátora trhu, daň z elektřiny a ze všeho daň z přidané hodnoty.

A v domácnosti jsou další spotřebiče, např. bojler, televize, mikrovlnná trouba, toustovač, žehlička, notebook, router, nabíječka na mobilní telefon, často více od jednoho druhu. A často používáme i jiné zdroje energie než elektrické (zejména paliva – plyn, uhlí).

AKTIVITA 4 (Reflexe – Kde uspořit) – 30 minut

Pro používání jednotlivých spotřebičů z tabulky nebo výčtu dalších žáci navrhují, jaké jsou možnosti úspory energie a tedy i platby za ni.

Příklady správného spotřebitelského chování

- Základem je pořídit spotřebič s vyšší energetickou třídou.

Svícení: Svítit jen tam, kde potřebuji (v době nepřítomnosti zhasnout), využívat denní světlo (nesvítit ve dne při zatažených žaluziích).

Chladnička s mrazničkou: Otvírat za madlo (neničí se těsnění), optimálně naplněná (ani přeplněná, ani prázdná), pravidelně čistit a odmrazovat, stavět ji rovně a dál od zdi (min. 5 cm), otvírat na minimální dobu, nevkládat horké potraviny, nastavit vhodnou teplotu (snížení o 1 ^oC zvyšuje spotřebu o 6 %), při výměně koupit nejlepší energetickou třídu.

Pračka: Prát při nižší teplotě (lze prát i při 30 ^oC), správný prací program na prádlo rozdělené podle stupně znečištění, využít celou kapacitu pračky.

Myčka: Nádobí vkládat bez zbytků jídla, správný mycí program na nádobí podle stupně znečištění, využít celou kapacitu myčky.

Bojler: Pořídit správnou velkost bojleru podle počtu členů domácnosti, umístit ho co nejblíže spotřeby, vybrat správnou distribuční sazbu, nepřehřívat vodu (stačí na 50 až 55 ^oC, občas na 70 ^oC kvůli usmrcení případných bakterií), moderní páková baterie, upřednostňovat krátké sprchování před plnou vanou, využívat sluneční kolektory, .

Sušení prádla: V létě sušit na vzduchu, pořídit sušičku o správné kapacitě podle počtu člen domácnosti, vodu ze sušičky druhotně využít (WC, zálivka).

Pomůcky: Úvodní test (vytištěný pro každého), tužky, karty s fyzikálními principy, dataprojektor

Věková skupina: od 8. třídy ZŠ výše

Časový rámec: cca 2 vyučovací hodiny

 

METODICKÝ POSTUP

AKTIVITA 1 (Úvodní test) – 20 minut

Každý žák samostatně vyplní test (v příloze) zakroužkováním správné odpovědi a společně konsenzuálně (musí souhlasit všichni) navrhnou správná řešení na promítnutý test dataprojektorem. Pokud se na nějaké odpovědi neshodnou, ponechají odpověď na společném testu neoznačenou. Ve svých testech si každý označí navrženou konsenzuální odpověď (např. písmenem „k“), případně označí jinou, podle svého mínění správnou odpověď (např. na základě dojmu při hledání konsenzu).

AKTIVITA 2 (Fyzikální principy) – 20 minut

Žáci se rozdělí do dvou skupin, každá obdrží čtyři karty s fyzikálními principy. Každá skupina ověří správnost navrženého konsenzuálního řešení jednotlivých témat testu nebo navrhnou správnou odpověď podloženou správně přiřazeným fyzikálním principem.

AKTIVITA 3 (Revize) – 20 minut

Všichni dohromady zrevidují společné řešení, příslušná skupina fyzikálně vysvětlí správnou odpověď.

AKTIVITA 4 (Reflexe) – 20 minut

Závěrečnou diskusi lze zaměřit např. na následující témata či otázky:

- Byly mi známy fyzikální principy činností, které doma běžně vykonávám?

- Připadala mi některá opatření nesmyslná, drahá, zbytečná?

- Co ovlivnilo moje rozhodování při hledání konsenzuální odpovědi? Logičnost argumentů? Bližší kamarádi? Intenzita hlasu při prosazování názoru? Názor většiny?

- Zapojoval/-a jsem se do návrhu řešení, nebo jsem se vezl/-a?

 

Příloha 1: Mýty a fakta – úvodní test (správně může být i více odpovědí)

1. Do zásuvky je trvale zastrčena bezdrátová nabíječka na telefon.

a) Nespotřebovává žádnou energii, protože nenabíjí žádný telefon.

b) I když nenabíjí, spotřebovává malé množství energie.

c) Spotřebovává energii, jako by k ní byl připojený nabíjený telefon.

 

2. Přišla nám domů nabídka na montáž slunečních článků na střechu našeho domu.

a) Hurá, už nikdy nebudeme platit nenasytným energetickým společnostem za elektřinu.

b) Domácí sluneční elektrárna by nám mohla ušetřit část spotřeby elektrické energie.

c) V našich zeměpisných šířkách není dostatek slunečních paprsků pro výrobu elektrické energie, proto je nesmyslné dávat si u nás na střechu solární články.

 

3. Soused si pořídil sluneční kolektory na ohřev teplé užitkové vody a vytápění budovy a bazénu.

a) Těžko může ohřát vodu na 55 ^oC, když nejvyšší zaznamenaná teplota vzduchu u nás byla +40,4 ^oC.

b) V zimě to nemůže fungovat, při mrazu se nic neohřeje.

c) V teplých měsících bude mít soused teplou vodu zadarmo, v zimě se stejně v bazénu koupat nebude.

 

4. Pořídili jsme si do celého domu nová plastová okna. Od podzimu, zejména při venkovním dešti nebo mrazu, se ale rosí okna.

a) Je potřeba více větrat, a to co nejdéle, aby se co nejvíce vlhkosti dostalo ven.

b) Větrat je potřeba krátce a intenzivně, stačí 5 minut a co nejvíce otevřít okna.

c) Před odchodem z domu stačí trochu pootevřít dvě okna, aby dovnitř nepršelo, a průvan a dýchání zdí vzduch vysuší.

 

5. Otec nainstaloval za všechny radiátory hliníkovou fólii, aby se teplo radiátoru odráželo zpátky do místnosti a zbytečně neohřívalo stěnu.

a) Škoda alobalu. V našem zatepleném domě k úspoře energie nedojde.

b) Zbytečné opatření. Kdo si vzpomene, že je z fólie potřeba pravidelně utírat prach?

c) Skvělé! Fólie za pár korun nám ušetří tisíce.

 

6. Na návštěvě u kamaráda jsem si všimla, že má sice zapnutou ledničku, ale že je skoro prázdná.

a) To je rozumné, plná lednice má vyšší spotřebu energie na chlazení.

b) Výhodou prázdné lednice je hlavně to, že čerstvě uvařený oběd do ní můžu dát ještě teplý, a ten pak rychleji vychladne.

c) Více potravin v lednici šetří energii, protože čím více studených potravin v lednici je, tím méně musí chladit.

 

7. V penzionech je většinou součástí apartmánu sprchový kout.

a) Akorát šetří místem. Při sprchování proteče mnohem víc vody, než při běžném koupání ve vaně.

b) Koupel v napuštěné vaně spotřebuje třikrát víc vody než při sprchování, takže se ušetří na objemu i energii k jejím ohřevu.

c) Je to jedno. Při sprchování musí být voda teplejší než ta napuštěná. Co se ušetří na vodě, vyplýtvá se na energii pro ohřev.

 

8. Přítelkyně odmítá používat mikrovlnnou troubu. Nechce dostat rakovinu.

a) Vůbec se jí nedivím. Mikrovlnka je karcinogenní, snižuje nutriční hodnotu potravin a má vysokou spotřebu.

b) Mikrovlnná trouba je v podstatě zařízení pro ohřev vody. Když ohřeju vodu v potravinách, ohřeje se od ní celé jídlo. Teplá voda nemůže být rakovinotvorná, ani neškodí složení potravin, to by se nemohlo nic vařit.

c) Příkon (spotřeba) mikrovlnky je do 2 kW, trouba elektrického sporáku obvykle do 2,5 kW, vestavné trouby ještě víc. A ta rakovina, to jsou babské řeči.

 

Příloha 2: Text pro karty fyzikálních principů

Sluneční kolektor

Sluneční paprsky dopadají na plochu uvnitř panelu, která je určena k absorpci slunečních paprsků.

Tato vrstva se rozpálí od Slunce a ohřívá nemrznoucí kapalinu, která je přenášena do výměníku tepla a dále k vyhřívání budovy nebo bazénu nebo jako teplá užitková voda. Vrchní vrstva kolektorů je opatřena sklem.

Systém sluneční kolektorů dokáže v rodinném domě uspořit až 70 % nákladů na topení a teplou vodu, mimo topnou sezonu dokáže pokrýt i celou spotřebu teplé vody.

 

Fotovoltaická elektrárna

Fotovoltaické články pracují na principu fotoelektrického jevu – elektrony jsou uvolňovány z obalu atomu v důsledku absorpce elektromagnetického záření (např. světla). V roce 1887 ho popsal Heinrich Hertz, za jeho vysvětlení a za svůj přínos k teoretické fyzice dostal v roce 1921 Nobelovu cenu Albert Einstein.

Množství vyrobené elektřiny záleží na celkovém výkonu elektrárny, na úhlu sklonu solárních panelů a jejich orientaci podle světových stran, na jejich typu, na množství slunečního svitu, na počtu dní s jasnou oblohou, na zeměpisné oblasti, na typu střechy (unese ji?), na množství a výšce okolních stromů či budov, na péči o čistotu plochy panelů. Domácí fotovoltaická elektrárna může nahradit až 80 % spotřebované energie, díky akumulaci do fotovoltaické baterie je možné ji využívat i v době, kdy slunce nesvítí.

Bezdrátová nabíječka

V nabíječce je umístěna cívka, kterou po připojení ke zdroji napětí prochází proud a vytváří kolem ní proměnlivé magnetické pole. Tento elektrický proud koná práci a spotřebovává tedy elektrickou energii. Obdobně je umístěna cívka v telefonu, ve které magnetické pole nabíječky indukuje střídavý proud, který nabíjí akumulátor telefonu. K spotřebě elektřiny tedy dochází, i když není u nabíječky telefon.

 

Větrání

Plastová okna sice efektivně utěsní místnosti, ušetří náklady na vytápění, ale v místnosti udržují vlhkost a vzduch nemůže přirozeně proudit. Pak se rosí okna, někdy se tvoří plíseň. Vydýchaný vzduch vadí hlavně v ložnici. V zimním období nepoužíváme mikroventilaci (mezi křídlem a rámem okna kondenzuje voda, která při mrazu zamrzne), ta je vhodná pro období, kdy se netopí. Správné zimní větrání je krátké, intenzivní a časté. Omezíme tak tepelným ztrátám, protože za krátkou dobu se stěny a podlaha nestihnou ochladit a místnost se rychle zase vytopí. Čím chladněji venku je, tím kratší doba větrání. V zimě stačí 5 minut, na jaře a na podzim 15 minut. Za deště, kdy má venkovní prostředí 100% vlhkost, je lépe moc nevětrat. Místnosti s větší produkcí vlhkosti (koupelna, kuchyň, při sušení prádla) větráme častěji nebo pomocí ventilátorů, ideálně s rekuperací (ohřev přiváděného čerstvého vzduchu odváděným teplým vzduchem).

 

Hliníková fólie za radiátorem

Radiátory se umísťují k obvodové zdi pod okno. Radiátor stěnu ohřívá, čímž se zvyšuje tepelná ztráta. Pomůže hliníkové fólie? O tom rozhoduje typ a kvalita obvodové stěny za radiátorem. U stěn, které jsou zatepleny, má fólie zanedbatelný vliv, u nezateplených stěn trochu pomáhá, v obou případech jde o teplo šířené sáláním (radiací). To se však šíří i prouděním (konvekcí), takže v mezeře mezi stěnou a radiátorem se pohybuje vzduch, který se ohřívá od radiátoru i od stěny. Pokud ta je „chráněna“ hliníkovou fólií a je tedy chladná, vzduch se ohřívá o to méně. Pokud je však radiátor například před skleněnou stěnou, která teplo sáláním propouští, hliníková fólie energii unikající sklem vrátí zvětšiny zpět. Je ovšem třeba dbát na její čistotu, prach na povrchu hliníkové fólie její odrazivost významně snižuje.

 

Lednice

Potraviny obsahují hodně vody, která má nízkou tepelnou vodivost. Proto neochotně přijímají teplo a dokážou dlouho zůstat chladné. Téměř prázdná lednička spotřebuje více elektřiny, aby uchovala nastavenou teplotu. Nejvýhodnější je mít lednici plnou zhruba ze tří čtvrtin, kdy ještě máme přehled, co kde je a nemáme dlouho otevřená dvířka. Zásadně ledničky umísťujeme co nejdál od zdrojů tepla, ne úplně ke zdi, výměník udržujeme čistý. A pokud dáváme do lednice zbytky jídla, tak zásadně vychladlé.

 

Sprcha vs. vana

Koupání ve vaně představuje spotřebu kolem 170 l vody, běžné sprchování přibližně třetinu. Významnou úsporu může zajistit moderní úsporná sprchová hlavice s průtokem jen 6 litrů za minutu. A pokud ji zkombinujeme ještě se stopventilem, který zajistí nastavenou teplotu, můžeme ušetřit až polovinu teplé vody. Ta ovšem nepomůže těm, co naložením se do horké vany nebo dlouhým sprchováním relaxují.

 

Mikrovlnná trouba

V mikrovlnné troubě, která pracuje na principu ohřevu molekul vody mikrovlnným zářením, probíhá běžná tepelná úprava potravin, takže pokud v ní dochází ke snížení nutriční hodnoty potravin, je to stejné jako při ohřívání, vaření, dušení, pečení na sporáku nebo běžné troubě. Žádná nezávislá organizace zabývající se výzkumem vzniku rakoviny neprokázala, že by molekuly vody ohřáté na vyšší teplotu mikrovlnným zářením měly cokoli společného s tímto onemocněním. Protože mikrovlnná trouba je přístroj, je třeba s ním zacházet racionálně a opatrně jako s jakýmkoli jiným, zejména se řídit návodem. Není například určena k sušení věcí ani zvířat! A pokud například vložíme do mikrovlnky kov, ten bude mikrovlnné záření odrážet a volné elektrony na jeho povrchu způsobí elektrický náboj, který může vést k požáru. Proto do ní potraviny vkládáme v nekovových nádobách – v porcelánu, keramice či potravinářském plastu. Oproti jiným troubám mikrovlnka ohřívá jen molekuly vody, od nichž se ohřeje zbytek potravin. Nespotřebovává se tak elektrická energie na ohřev vzduchu nebo konstrukce trouby, jako je tomu například u elektrické trouby.

Závěr: Jako jednotlivci nemůžeme aktuálně ovlivnit ceny zdrojů energie, ale vždy můžeme ovlivnit svoje spotřebitelské chování.

 

• Slovník pojmů
• O projektu
• Kontakt