

电能
电是广泛应用于学校和家庭中最宝贵的一种能源。当人们只能用天然气和民用燃料油给房间取暖或者是驱动一台内燃机时,电能却得到了广泛的应用:如取暖、供应热水、照明、驱动电动机或者是电器,包括电脑和其它各种通讯联络工具 ( 传真机、电话机、甚至是 扬声器 ) 。
然而无论是生产还是输配过程中,电能都是以巨大的消耗为前提的。德国有各种规模的发电厂, 2007 年净发电总量达到了 5973 亿千瓦时 ( 度 ) ( 资料来源 : 德国能源与水力经济联邦协会 ) 。其中可再生能源的发电量由 2006 年的占发电总量的 12% 提高到了 14% ,核电的比例则从 2006 年的 27% 下降到了 22% ,褐煤发电的比例则从 2006 年的 23% 上升到了 24% ,石煤发电的比例也同样上升了 1 个百分点,从 2006 年的 21% 到 2007 年的 22% 。天然气发电的比例没有变化,依旧保持在 12% ,燃料油和泵水蓄能等发电的比例也相对于 2006 年的 5% 提高到了 6% 。根据德国能源与水利经济联邦协会统计,可再生能源的发电量已经在国家发电一次能源载体中位居第四,其中风力发电达到了近 7% ,水利发电 3% ,生物质能发电接近 4% ,光伏发电将近 0.5% 。
电与二氧化碳排放
发电与环境气候负荷紧密相关。人们常会认为电是一种清洁能源,在电器工作的时候不会产生二氧化碳。然而这却是一个误区,因为在电厂发电的时候已经排放大量的污染物和二氧化碳。消耗一度电所产生的二氧化碳排放量相当于使用天然气和石油的二到三倍,这与发电厂大量的内部损耗直接相关。消耗一度电所产生的二氧化碳排放量可以用排放系数计算出来。整个计算过程应该考虑发电的全过程,即能源载体的开采、运输和转换过程中的能量损失,以及电能实际使用状况。详见下表:
1 度电相当于 |
其二氧化碳排放量为 |
|
|---|---|---|
0.22 立方米的天然气 |
0.39 公斤 |
|
0.3 升的石油 |
0.87 公斤 |
|
德国混合电(多种能源发电) |
0.67 公斤 |
|
0.3 公斤的煤 |
0.83 公斤 |
|
1.1 公斤的褐煤 |
1.05 公斤 |
功与能
电作为一种日常消费的能源,其度量单位为千瓦时 ( 度 ) ,它也同时是电费单的结算单位。这个单位通常可以和燃料油和天然气的消耗数量之间进行相互转换, 1 升燃料油相当于 10 度电,而 1 立方米天然气也相当于 10 度电。
这里有一个亦混淆的概念,即功。功可用仪器测量,其单位为瓦或者千瓦,用于标识白炽灯、节能灯和其他电器的功率。功率的定义为单位时间消耗的能,如大功率即是指单位时间内消耗了大量的能。如要定义一个电器设备的能耗,则需要测量其工作时间。举个例子:一个功率为 700 瓦的咖啡机工作了 5 到 10 分钟,消耗的能仅为 0.1 到 0.2 千瓦时 ( 度 ) 。而一台处于待机状态的电视机虽然只有 10 瓦的功率,但是一整天可以消耗 0.25 度电,相当于做两次咖啡的能耗。
学校的电需求
下图描述了学校用电的典型分布情况,其中主要是照明用电。

在大型教学楼内因通风需要,通风设备的耗电比例会上升,而照明用电的则相对较少。通过用电负荷分布测量可以分析学校用电规律。负荷分布曲线可分析节能潜力。负荷高峰一般为用电高峰,即电功率最高,单位为瓦或者千瓦。下图是典型的负荷分布曲线,描述的是冬季一个阴冷的学校工作日的功率负荷。图中横轴为时间,从午夜零时至次日午夜零时。其中照明是学校用电的最大负荷,另外可以明显看出当课间休息时负荷下降,这与关闭照明用灯直接相关。

照明
一个焦点争论问题为:是否有必要在课间关灯,来节约电能。答案是肯定的:要关灯!!!
下面来解释一下:
寿命:白炽灯的寿命与开关次数无关
对于荧光灯则要区分对待。荧光灯一般都带有给荧光介质提供高电压的预接通装置。先进的预接通装置通过频繁开关基本不会损坏荧光灯,而老式的预接通装置通过频繁开关会大大降低灯管寿命。如果从整体考虑,包括制造荧光灯的能源消耗在内,还是值得在短暂的休息时关掉电灯的。
现在的节能灯都具有电子预接通装置,它会保护荧光介质,即便是在一分钟之内频繁开关。
接通电
无论是白炽灯、还是荧光灯或者是节能灯,在接通的时候都不会耗费过多的电。因此没有理由在休息的时候不关灯。
怎样区分各种灯?
白炽灯:加热的钨丝会发出光亮,但有 95% 都是热能损耗。所以白炽灯不适合用于学校。
荧光灯:灯管内的惰性气体将被电离,加速的电子撞击荧光介质而发射出可见光。光的强度比白炽灯光高 5 到 6 倍。所以荧光灯被广泛应用在节能照明领域。
节能灯:工作原理与荧光灯相同,但灯管却是弯曲的,因此可以替代白炽灯,节能灯在相同照明要求下需要的电能只是白炽灯的五分之一。
![]()