我が家のエネルギーの実態を知る。2015/12/31

今回は私たちの普段使っているエネルギーについて日常的な感覚で考えてみました。
エネルギーについての一般知識は高校の物理で学ぶわけですが本当にその知識を実生活に応用する方はほとんどいません。その道の専門家かよほどのオタクでなければまずまじめに実践しようとは思わないでしょう。

なんとなくわかっているけど説明するほどわかっていない、わからなくても普通に暮らしてゆけるので、真正面から教えられた公式や法則を実用する気にはなりません。私自身も最近までなんとなく受け流していましたが年金生活に入り女房殿が急に倹約の意識に目覚めてきて状況が変化しました。それに地球温暖化などと根本的なエネルギー問題も多くの人たちが意識し始めています。

我が家では照明はこまめに消灯すること、お風呂は2日に一回、といろいろとうるさくなってきたわけです。ずぼらな暮らしが身についていた我が身にはついてゆけない苛立ちもあるのです。 照明くらいいいじゃないかってね。

で実際にお風呂の回数を二日毎にしたら光熱費が激減してその効果に感激した女房殿のチェックがますますきつくなっている状態です。
地球温暖化に対するわれわれ庶民が取るべき対策はまず、水資源と使用エネルギーの節約ですから入浴制限に強く反対する気にもなりません。


CO2の因果関係も考えなくてはなりませんがとにかく無駄なエネルギーの浪費は避けるべきでしょう。まずは身近な家計の領域から効果のあるエネルギーの節約対策を考えます 。お風呂の例もありますが節約の余地のある我が家のエネルギー消費活動を調べてみました。

我が家のエネルギーの供給元は電力と都市ガスです。
それらのエネルギーを消費している家電を中心にその使用しているエネルギー量の単位をジュール(Joule)に統一して比較してみましよう。

●ジュール(Joule)の単位は・・
1 ジュール=おおよそ1キログラムの物体を1メートルの高さに持ち上げる仕事の量です。


エネルギーの単位にはカロリーもあります。
カロリーは熱量ですのでお湯を沸かす量からその使用量を計算でき
ます。

●カロリーの単位は・・
1カロリー(cal):1グラムの水の温度を標準大気圧下で1℃上げるのに必要な熱量です。

カロリーとジュールの関係はわかっています。

1 cal = 4.184 J :エネルギー単位

もうひとつ電力エネルギー量の単位でキロワット・時(kwh)があります
●1kwh=3600(Joule)が電力とジユールの関係です。

ここまでわかったのでまずお風呂を沸かす為の所要エネルギーを
計算しましょう。

例として
コップ一杯(室温20℃、180ml)の水を100℃にするエネルギーは?
カロリーで計算すると
(100℃-20℃) x 180ml=14400cal
これをジュールに換算すると
14400cal x 4.184J=60,249.6Jですので・・・

コップ一杯の水の温度を100度まで上げるエネルギーは
60,249.6Kg(約60トン)の重りを1メートルの高さにもち上げるエネルギー
ということです。以外に大きくてびっくりします。

それではいよいよお風呂の水は?
容量は180Lですので180mlの1000倍の量です。
その目標温度を40度とすれば、
カロリー計算で
(40℃-20℃) x 180mlx1000=3,600,000cal
ジュールに換算すると
3,600,000cal x 4.184J=15,062,400J=15.062MJoule(メガジュール)
約15,000トンの重量を1メートル持ち上げるエネルギーです。
15,000トンはフェリーの重量です。

私たちはお風呂を沸かす度にフェリーを1メートルも持ち上げるエネルギーを使っています!!

熱エネルギーと力学エネルギーの換算を日常感覚で表現するとこうなってしまいます。現代の一般家庭は普通にこのエネルギー量を扱っています。風呂沸かしのエネルギー恐るべし!

次は家電製品の使用する電力エネルギーの計算をしましょう。

家電製品のワット表示についてその意味ですが一番わかりやすいのが電熱器やストーブそして電球のワット表示です。 最近は冷蔵庫などは年間の電力総量の表示だけの場合もありますがその場合は12で割ってひと月の使用エネルギーを算出します。

ワット表示は家電製品が機能を果たす為に使う電気エネルギーの量を示しています。電力のエネルギー量はこの(ワット数x時間数)kwhであらわします。kwは1000wですからね。
1kwの電力を消費するエアコンは1時間に1kwh=1000 x3600Wの電力エネルギーを使います。 1ワットのエネルギーの換算値は1ジュールですのでそのままジュールにおきかえられます。
1kwh=3,600,000ワット時=3,600,000ジュール=3.6MJoule(メガジュール)

同様にこの換算でわが家の家電の電力エネルギーの計算を行ってみましょう。


我が家の先月の積算電力量と料金は425kwhと12700円でした。
家庭電力として現実に使用したひと月の電力量の値と電力料金です。

電力会社の示す積算電力のkwhは(電力x時間数)の数字ですので、実際に使用した電力量(総ワット数)は先ほどの例と同様にその値に3600を乗じた値になります。 425kwhの使用ワット数は425x3600=1,530,000ワットでその電力量をジュールに変換するとワット値はそのままジュール値になります。つまり425kwh=1,530,000=1.53MJoule(メガジュール)が先月ひと月間に我が家で消費したエネルギーでその供給元は電力会社です。


ここで家庭内の家電製品の毎月の電力エネルギーを推定したジュール値を比較してみました。 家電製品の消費電力計算値の前提は家電製品のカタログスペックを参考にしています。

(照明) 311,040 J    ( LED60W 6個8時間/日)x(30日)
(炊飯器) 19,440 J     (180Wh/日)x(30日)
(暖房) 1,036,800 J    (800w 12時間/日)x(30日)
(冷蔵庫) 63,000 J     (210Kwh/年)/12ケ月
(テレビ) 60,480 J     (70W 8時間/日)x(30日)
(お風呂) 225.93MJoule (15,062,400J/日)x(15日)

 

電力をジュールに換算して比較した結果が前述のグラフです。
画像は拡大出来ます。お風呂沸かしを除いて暖房がダントツ一位です。

お風呂を沸かすエネルギーは大き過ぎて同じグラフの中に入りませんでした。数字を見ていただけばわかるとおもいます。
 お風呂のエネルギーはガスを使っています。電力ではありません。

しかしこの差は大きすぎる・・
ガスの価格に対するエネルギー効率がよほど良いのか?
仮にガスの価格に対するエネルギー効率が良いのならば暖房もガスで行うと大幅な節約効果があります。
ということでガスと電気のエネルギー単価を比較
しますと100円で使えるそれぞれのエネルギー量は、

電力12.0メガジュール
ガス25.1メガジュール
という結果でガスが約半分の価格です。

これならば暖房もガスにすればいいぞ!と思い実際に検討してみました、しかし現実は配管工事が必要なこととストーブの移動が簡単にできないことを考えると冬期間の数ケ月のためにこれをやるの?と冷静に考え取りやめた次第です。

大雑把に見積もった家電製品だけの合計は415kwh/月の値で実態とは少し少な目でした。実際は暖房の使用時間がもっと長いのでしょう、老人がほとんど朝6:00~24:00迄使っていますからね。