Moin,
bin weder Physiker, noch Mathematiker, doch würde ich gerne wissen,
wieviel der Dauerbetrieb einer LED pro Jahr kostet,wenn man an einen 12 V Trafo eine LED (20 mA, 2 V Vorwärtsspannung) anschiesst und mit 0.3€ pro kWh rechnet. Käme ein anderer Preis heraus, wenn man die LED an einen Trafo mit 4.5V anschliesst? Und sehe ich es richtig, dass bei Parallelschaltung von 2 LEDs der doppelte Preis herauskäme, bei Reihenschaltung aber nur der einfache?
Und (!) muss man bei der Berechnung der Kosten den Trafo (Art, Leistung, etc., manche werden warm, andere nicht) mitrechnen und wie?
Hab für mich eine Berechnung angestellt, warte aber lieber erstmal ab, was Experten ausrechnen. Nur soviel, egal wie man es macht teuer wirds auf jeden Fall nicht.
frohes rechnen
Rechenaufgabe Stromkosten
Moderator: T.Hoffmann
das kommt auf deine Schaltung drauf an.rahtkens hat geschrieben:Moin,
bin weder Physiker, noch Mathematiker, doch würde ich gerne wissen,
wieviel der Dauerbetrieb einer LED pro Jahr kostet,wenn man an einen 12 V Trafo eine LED (20 mA, 2 V Vorwärtsspannung) anschiesst und mit 0.3€ pro kWh rechnet. Käme ein anderer Preis heraus, wenn man die LED an einen Trafo mit 4.5V anschliesst? Und sehe ich es richtig, dass bei Parallelschaltung von 2 LEDs der doppelte Preis herauskäme, bei Reihenschaltung aber nur der einfache?
Und (!) muss man bei der Berechnung der Kosten den Trafo (Art, Leistung, etc., manche werden warm, andere nicht) mitrechnen und wie?
Hab für mich eine Berechnung angestellt, warte aber lieber erstmal ab, was Experten ausrechnen. Nur soviel, egal wie man es macht teuer wirds auf jeden Fall nicht.
frohes rechnen
Rechenbeispiele:
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1 LED (3,1 V Durchlasspannung / 20mA LED-Strom)
4,5V-Netzteil: 70 Ohm Vorwiderstand: Leistung: 4,5 V * 0.02A = 0,09 Watt
12V-Netzteil: 445 Ohm Vorwiderstand: Leistung: 12 V * 0.02A = 0,24 Watt
2 LED ( jeweils 3,1 V Durchlasspannung / 20mA LED-Strom)
4,5V-Netzteil: 2 x 70 Ohm Vorwiderstand: Leistung: 4,5 V * 2 * 0.02A = 0,18 Watt (Parallelschaltung)
12V-Netzteil: 290 Ohm Vorwiderstand: Leistung: 12 V * 0.02A = 0,24 Watt (Reihenschaltung)
12V-Netzteil: 2 x 445 Ohm Vorwiderstand: Leistung: 12 V * 2 * 0.02A = 0,48 Watt (Parallelschaltung)
Fazit: je "näher" die Netzteilspannung an der Summe der Durchlasspannungen der LEDs liegen desto kleiner kann der Vorwiderstand gewählt werden. Kleine Vorwiderstände ergeben auch weniger Verlustleistung.
Nehmen wir jetzt mal die Variante 4,5V-Netzteil mit zwei LEDs (Parallelschaltung). Setzen wir für den Wirkungsgrad des Netzteils mal 80% an. (Die 80% habe ich jetzt mal einfach angenommen. Man möge mich bei Bedarf da korrigieren)
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0,18 Watt -> Wirkungsgrad 80% -> 0,225 Watt Leistungsverbraucht an 230V
=> 0,225 Wh * 24 * 365 = 1,971 kWh = 0,59 Euro / Jahr (bei 0,3 Euro / kWh)
boah... jetz gehts ja wohl los....
Also:
a) 1 LED bei 20mA und 2V an 12V Netzteil:
LED-Leistung: 2V*20mA= 40mW = 0.04Watt
10 Volt müssen über einen Widerstand "getilgt" werden, der verbrät dann 10V*20mA= 200mW = 0.2W
Insgesamt also 0.24W, na, sagen wir mal 0.25W,
pro Stunde 0.25Wh, pro Tag 24*0.25W = 6W,
pro Jahr 6*365= 2190W = 2.19kW.
Bei 30Cent pro kW wären das 0.66 Euro.
b) 2 LEDs parallel oder seriell
Die Leistung der LED-Kombi verdoppelt sich, egal wie geschaltet wird (bei Parallel-Schaltung verdoppelst Du den Strom, bei Seriell-Schaltung muss die Spannung verdoppelt werden, Leistung verdoppelt sich damit bei beiden).
Damit für die LEDs 0.08Watt (entweder 2V*40mA oder 4V*20mA).
Widerstand parallele LED-Schaltung: 10 Volt bei 40mA = 0.4W
Insgesamt also 0.48W = 0.5W, also das doppelte wie bei a) Kosten pro Jahr 1.33 Euro
Widerstand serielle LED-Schaltung: der muss jetzt 8V bei 20mA übernehmen = 0.16W
Insgesamt hier: 0.08+0.16=0.24W wie bei a)!!! Kosten pro Jahr wieder 0.66 Euro
Damit zeigt sich, das serielle Schaltungen effektiver sind und effektiver werden, je weniger über den Widerstand vernichtet werden muss (bei 12V und 2V LED wären also 5 Stück in Serie das Optimum).
Für das Netzteil musst Du auch noch was einrechnen (Verlustleistung). Die hängt ab von der Art des Netzteils:
Trafos haben eine höhere Verlustleistung, Schaltnetzteile eine sehr geringe.
Ich hab mal gemessen: das Schaltnetzteil hier aus'm Shop (12V, 800mA) verbraucht unbelastet ca 0.15W, das kostet also ca 40Cent pro Jahr.
Bei Trafos kanns sehr schwanken, genaue Aussagen lassen sich hier nicht treffen.
Gehen wir mal von einer Verlustleistung von 1W aus (=8760Watt im Jahr) kämen an Kosten 2.63 Euro dazu.
Generell: Je wärmer der Trafo unbelastet wird, desto größer die Verlustleistung.
An alle: bitte mal mein Geschreibsel prüfen und ggf. korrigieren.
Also:
a) 1 LED bei 20mA und 2V an 12V Netzteil:
LED-Leistung: 2V*20mA= 40mW = 0.04Watt
10 Volt müssen über einen Widerstand "getilgt" werden, der verbrät dann 10V*20mA= 200mW = 0.2W
Insgesamt also 0.24W, na, sagen wir mal 0.25W,
pro Stunde 0.25Wh, pro Tag 24*0.25W = 6W,
pro Jahr 6*365= 2190W = 2.19kW.
Bei 30Cent pro kW wären das 0.66 Euro.
b) 2 LEDs parallel oder seriell
Die Leistung der LED-Kombi verdoppelt sich, egal wie geschaltet wird (bei Parallel-Schaltung verdoppelst Du den Strom, bei Seriell-Schaltung muss die Spannung verdoppelt werden, Leistung verdoppelt sich damit bei beiden).
Damit für die LEDs 0.08Watt (entweder 2V*40mA oder 4V*20mA).
Widerstand parallele LED-Schaltung: 10 Volt bei 40mA = 0.4W
Insgesamt also 0.48W = 0.5W, also das doppelte wie bei a) Kosten pro Jahr 1.33 Euro
Widerstand serielle LED-Schaltung: der muss jetzt 8V bei 20mA übernehmen = 0.16W
Insgesamt hier: 0.08+0.16=0.24W wie bei a)!!! Kosten pro Jahr wieder 0.66 Euro
Damit zeigt sich, das serielle Schaltungen effektiver sind und effektiver werden, je weniger über den Widerstand vernichtet werden muss (bei 12V und 2V LED wären also 5 Stück in Serie das Optimum).
Für das Netzteil musst Du auch noch was einrechnen (Verlustleistung). Die hängt ab von der Art des Netzteils:
Trafos haben eine höhere Verlustleistung, Schaltnetzteile eine sehr geringe.
Ich hab mal gemessen: das Schaltnetzteil hier aus'm Shop (12V, 800mA) verbraucht unbelastet ca 0.15W, das kostet also ca 40Cent pro Jahr.
Bei Trafos kanns sehr schwanken, genaue Aussagen lassen sich hier nicht treffen.
Gehen wir mal von einer Verlustleistung von 1W aus (=8760Watt im Jahr) kämen an Kosten 2.63 Euro dazu.
Generell: Je wärmer der Trafo unbelastet wird, desto größer die Verlustleistung.
An alle: bitte mal mein Geschreibsel prüfen und ggf. korrigieren.
Edit: Da waren zwei schneller...
Besser ist es, wenn man 6 Stück Leds in Reihe anschließt. (verbraucht soviel wie mit einer Led und Vorwiderstand).
Nun zum Rechnen:
12 Volt * 0,02 = 0,24 Watt / 1000 = 0,00024 Kilowatt pro Stunde
0,00024 * 24 = 0,00576 Kilowatt pro Tag
0,00576 * 365 = 2,1024 Kilowatt im Jahr
2,1024 * 0,3 € = 0,63072 € im Jahr
Jedoch muss du beachten. Das ein Trafo keine 100 % Effizient aufweist. Sprich im Leerlauf (ohne Verbraucher) auch Strom frißt. Ich habe mal zum Testen ein Netzteil mit 9 V / 500 mA und 9 V / 1000 mA eingesteckt und das Meßgerät zeigt jeweils 9 Watt an. Bei kleineren Netzteile 9 V / 100 mA ca. 2 Watt.
Ja. Da du bei 4,5 Volt nur 2 Leds in Reihe schalten kannst (+ den passenden Vorwiderstand für die 0,5 V).
Bei 12 Volt = 12 x 0,02 Ampere = 0,24 Watt (bei 12 Volt kannst du max. 6 Leds anschließen)
Bei 4,5 Volt = 4,5 x 0,02 Ampere = 0,09 Watt (bei 4,5 Volt nur 2 Leds + passenden Vorwiderstand).
6 V * 0,02 A = 0,12 Watt
Wenn dein Netzteil genau 2 Volt liefert. Und du drei Leds anschließen willst, muss du die Parallel anschließen:
2 V * 0,06 A (für drei Leds) = 0,12 Watt
Wie du siehst, kommt die gleiche Wattzahl raus...
Wenn man eine 2 Volt Led mit Vorwiderstand an 12 Volt anschließt, geht der restliche Strom in Wärme (am Widerstand) verloren.wieviel der Dauerbetrieb einer LED pro Jahr kostet,wenn man an einen 12 V Trafo eine LED (20 mA, 2 V Vorwärtsspannung) anschiesst und mit 0.3€ pro kWh rechnet.
Besser ist es, wenn man 6 Stück Leds in Reihe anschließt. (verbraucht soviel wie mit einer Led und Vorwiderstand).
Nun zum Rechnen:
12 Volt * 0,02 = 0,24 Watt / 1000 = 0,00024 Kilowatt pro Stunde
0,00024 * 24 = 0,00576 Kilowatt pro Tag
0,00576 * 365 = 2,1024 Kilowatt im Jahr
2,1024 * 0,3 € = 0,63072 € im Jahr
Jedoch muss du beachten. Das ein Trafo keine 100 % Effizient aufweist. Sprich im Leerlauf (ohne Verbraucher) auch Strom frißt. Ich habe mal zum Testen ein Netzteil mit 9 V / 500 mA und 9 V / 1000 mA eingesteckt und das Meßgerät zeigt jeweils 9 Watt an. Bei kleineren Netzteile 9 V / 100 mA ca. 2 Watt.
Die Formel zum Berechnen von Watt lautet: P = U x IKäme ein anderer Preis heraus, wenn man die LED an einen Trafo mit 4.5V anschliesst?
Ja. Da du bei 4,5 Volt nur 2 Leds in Reihe schalten kannst (+ den passenden Vorwiderstand für die 0,5 V).
Bei 12 Volt = 12 x 0,02 Ampere = 0,24 Watt (bei 12 Volt kannst du max. 6 Leds anschließen)
Bei 4,5 Volt = 4,5 x 0,02 Ampere = 0,09 Watt (bei 4,5 Volt nur 2 Leds + passenden Vorwiderstand).
Das stimmt nicht ganz. Deine Led braucht 2 Volt. Wenn dein Netzteil z.B.: 6 Volt schafft, kannst du 3 in Reihe schalten.Und sehe ich es richtig, dass bei Parallelschaltung von 2 LEDs der doppelte Preis herauskäme, bei Reihenschaltung aber nur der einfache?
6 V * 0,02 A = 0,12 Watt
Wenn dein Netzteil genau 2 Volt liefert. Und du drei Leds anschließen willst, muss du die Parallel anschließen:
2 V * 0,06 A (für drei Leds) = 0,12 Watt
Wie du siehst, kommt die gleiche Wattzahl raus...
Jawohl, korrekt siehe oben. Ich empfehle die Schaltnetzteile zu nehmen, die haben eine höhere Effizient.Und (!) muss man bei der Berechnung der Kosten den Trafo (Art, Leistung, etc., manche werden warm, andere nicht) mitrechnen und wie?
Zuletzt geändert von Pehu am Mi, 17.01.07, 11:10, insgesamt 1-mal geändert.
hallo,
ich finde es interesssant einfach mal zu vergleichen wie wir beide das Thema angegangen sind und wie wir es leicht unterschiedlich erklärt haben.
soll ja kein Wettrennen werdenran hat geschrieben:ups, da war ich wohl ein bisschen zu langsam *ggg*
na, wenigstens siehts konsistent aus!!
ich finde es interesssant einfach mal zu vergleichen wie wir beide das Thema angegangen sind und wie wir es leicht unterschiedlich erklärt haben.