kWh - prosty pomiar

         W praktyce często powstaje potrzeba określenia kosztów zużycia energii elektrycznej. Możemy dokonać obliczeń na podstawie znajomości parametrów odbiorników energii. Jeśli znamy moc odbiornika, łatwo możemy obliczyć zużycie energii. Jeśli przykładowo grzejnik o mocy 2.000 W włączymy na 15 minut, a stawka za energię wynosi 0,50 zł to koszt obliczymy następująco:

2 × 0,25 × 0,50 = 0,25 zł

Jeśli mamy podłączonych do sieci wiele odbiorników, a zwłaszcza wtedy, gdy określenie aktualnego poboru energii jest problematyczne (np. w przypadku pralki, suszarki, chłodziarki, piekarnika) sprawa nieco się komplikuje. Możemy oczywiście zastosować watomierz i zmierzyć moc poszczególnych urządzeń, dodać i przeliczyć.
         Jest jednak prosta metoda, za pomocą której można obliczyć bieżące koszty zużycia energii. Wykorzystujemy do tego same liczniki energii elektrycznej.

         W przypadku licznika indukcyjnego (z obrotową tarczą) należy odnaleźć na liczniku liczbę określającą ilość obrotów tarczy odpowiadającą zużyciu 1 kWh. Taka liczba jest umieszczona na każdym liczniku (patrz ilustracja - zielona elipsa).

Należy obliczyć Stałą Licznika, a w tym celu podzielić 3.600 przez odczytaną liczbę. Dla licznika ze zdjęcia będzie:

3.600 / 375 = 9,6

9,6 to jest Stała naszego licznika. Warto ją gdzieś zapisać. Wystarczy teraz zmierzyć czas pełnego obrotu tarczy licznika w sekundach (ułatwia to czerwony pasek). Jeśli, np. wynikiem jest 20 sekund, wykonujemy następujące działanie:

9,6 / 20 = 0,48

Wynikiem jest 0,48, czyli 0,48 kW (czyli 480 W), suma mocy wszystkich urządzeń podłączonych do sieci. Znając stawkę za 1 kWh - niech będzie to 0,50 zł - łatwo obliczyć koszty energii:

za 1 godzinę: 0,48 × 0,50 = 0,24 zł

za 8 godzin: 0,48 × 0,50 × 8 = 1,92 zł,
za 1 dobę: 0,48 × 0,50 × 24 = 5,76 zł,
itd.

         W przypadku licznika elektronicznego sprawa jest prostsza, bo na większości można odczytać wiele parametrów, ale czasem sprawia to trudności, więc też podam sposób ze stałą. Postępujemy podobnie. Liczniki elektroniczne nie mają tarczy, ale mają pulsujące diody lub znaczki na ekranach LCD. W tym przypadku ilość impulsów diody (znaczka) odpowiada zużyciu 1 kWh - taka liczba również jest na liczniku i może to być 500, 1000, 1200, 1500, etc. impulsów na 1 kWh

Podobnie, jak poprzednio liczymy stałą obliczeniową L, np. dla 1.500:  L = 3.600 / 1.500 = 2,4.

Następnie mierzymy czas i ilość impulsów (dowolną). Jeśli przykładowo naliczyliśmy 3 impulsy w czasie 30 sekund, wykonujemy następujące działanie:

2,4 × 3 / 30 = 0,24

I w tym przypadku 0,24 oznacza 0,24 kW (czyli 240 W), suma mocy wszystkich urządzeń podłączonych do sieci.

Dla zainteresowanych zamieszczam instrukcję wykonania kalkulatora do powyższych obliczeń.

W komórki: C3, C7, C8, C9, C12 i C13 należy wpisać formuły umieszczone po prawej stronie. W żółte komórki wpisujemy stawkę za kilowatogodzinę  oraz odpowiednie parametry i wyniki opisanych pomiarów, a w pozostałych komórkach odczytujemy wyniki.

Do pobrania: Kalkulator kWh

METODA POMIARU DLA BARDZIEJ WTAJEMNICZONYCH (dodane 6 lipca 2022)

Na wstępie informacja, że metoda wymaga umiejętności posługiwania się amperomierzem. Przypomnę tyko, że amperomierz wpinamy w obwód szeregowo. W przypadku tradycyjnego amperomierza trzeba przerwać obwód, żeby wykonać pomiar. Dużo wygodniejszym i bezpieczniejszym rozwiązaniem jest wykorzystanie amperomierza cęgowego, który przerwania obwodu nie wymaga. Wszystkich zainteresowanych odsyłam do literatury fachowej i jednocześnie przestrzegam niedoświadczonych czytelników przed samodzielnym dokonywaniem pomiarów, ponieważ to może być groźne dla życia.

Jeśli mamy dane urządzenie elektryczne i chcemy obliczyć koszty jego eksploatacji dokonujemy pomiaru pobieranego prądu. Jednostką jest amper (A). Załóżmy, że jest to 3,25A. Ustalamy teraz, że  urządzenie będzie włączone przez 6 godzin dziennie oraz, że koszt 1kWh wynosi 0,80PLN.

Przystępujemy do obliczeń. 

Iloczynem natężenia I(A) oraz napięcia U(V) jest moc P(W), czyli: 

I × U = P

3,25A × 230V = 747,5W

747,5W = 0,7475kW (do obliczeń wymagana jest ilość kilowatów)

0,7455(kW) × 6(h) × 365(dni w roku) × 0,80(PLN/kWh) = 1.309,62PLN

Obliczyliśmy, że koszt eksploatacji urządzenia jest równy 1.306,12PLN

Zauważmy dalej, że dla ułatwienia przyszłych obliczeń można ustalić czynnik (zawiera założenie, że urządzenie pracuje non stop, a koszt 1kWh = 0,80PLN). Mnożąc czynnik przez ilość A (z pomiaru) otrzymujemy roczny koszt eksploatacji:

[230(V) × 24(h/dobę) × 365(dni w roku) × 0,80(PLN/kWh)] / 1000 = 1.611,84

1.611,84 – obliczony czynnik

Gdyby urządzenie pracowało 24h na dobę przez rok, koszt eksploatacji wyniósłby:

3,25(A) × 1,611,84 = 5.238,48PLN

Ponieważ w naszym przykładzie urządzenie pracowało 6h (1/4 doby) to koszt wyniósłby:

5,238,48 / 4 = 1.309,62PLN