私たちは吸血鬼に囲まれています。彼らだけが血液ではなくエネルギーで生きています。大画面テレビ、コンピューター、 Xbox 、電気炉、冷蔵庫、コンロ、電子レンジ、それらはすべてエネルギーを消費します。ケーブル ボックスや DVD プレーヤーなど、使用していないときでもエネルギーを消費する本当に恐ろしいものもあります。
これらの力に飢えたモンスターは、深刻なダメージを与える可能性があります。私たちのエネルギーの約 70% は石油や天然ガスなどの再生不可能な資源から来ています。彼らがいなくなると、彼らは永久に去ってしまいます。また、米国の電力のほぼ半分を生成する石炭火力発電所などの一部のエネルギー源は二酸化炭素を排出し、地球の気候を危険な方向に変化させる恐れがあります。
エナジーバンパイアは財布も枯渇させます。 2011 年、アメリカ人は年間平均 4,410 ドルをエネルギーに費やしました 。エネルギー浪費の中心に賭け金を投じれば、あなたのポケットにお金が入る可能性があります。
エネルギーを節約するには 3 つの簡単な方法があります。
- エネルギーを効率的に使用します。最新の冷蔵庫は、古い冷蔵庫に比べて消費エネルギーがはるかに少なくなります。コンパクト型蛍光灯と LED ライトは、白熱電球よりも消費電力が低くなります。
- 代替エネルギー形態を採用します。パッシブソーラールームまたは太陽光発電屋外照明は、太陽からの自由エネルギーを利用します。
- エネルギーの無駄遣いをやめましょう。蛇口の水漏れを修理します。冷気が侵入する可能性のあるプラグの漏れ。使用していない電化製品の電源を切ります。
エナジーバンパイアを倒すには、まずこれらの各エネルギー保存方法がどのように機能するかを理解する必要があります。以下の実験は、あらゆる年齢層の人々がよりエネルギーに精通するのに役立ち、場合によっては収益が向上する可能性もあります。
5: シャワーですか、それともお風呂ですか?
水を温めるにはエネルギーが必要です。そのため、お湯をあまり使わずにキレイになれば節約になります。しかし、お風呂とシャワーではどちらがより多くのお湯を使用しますか?この実験はそれを判断するのに役立ちます。
家族全員に、体を洗う必要があるときはシャワーではなく風呂に入るよう依頼してください。作業が終わったら、各人が浴槽の水を必ず残してください。次に水面の高さを確認します。バスクレヨンや色付きテープでマークを付けることができます。または、定規で測定し、レベルを記録することもできます。
次に、全員にシャワーを浴びてもらいます。 （シャワーと浴槽が一緒になっている場合は、これが最も効果的です。）水が足りなくならないように、始める前に排水栓を栓をするように依頼してください。各人が終了したときに浴槽に残っている水の量を測定し、マークするか記録します。
次に、各方法で使用される水の平均量を比較します。必要な水の量が少ないものはより多くのエネルギーを節約できるので、家庭での使用をお勧めします。
さらにエネルギーを節約できる方法を考えてください。石鹸をつけているときにシャワーを止めたらどうなりますか？出水量を 72% も減らすことができる低流量シャワー ヘッドを使用することも効果をもたらす可能性があります 。
4: 最高の断熱材はどれですか?
家を断熱すると熱が閉じ込められるので、外が寒いときに炉を稼働させる頻度が減ります。ただし、断熱材によって冷たさを保つこともできます。たとえば、冷蔵庫は熱を遮断するために断熱されています。いずれにせよ、 断熱材を使用すると、温度を維持するために家電製品が懸命に動作する必要がなくなり、エネルギーが節約されます。この実験は、どの材料が最適な絶縁体を作るかを知るのに役立ちます。
まずはダンボールの靴箱2つから始めます。それぞれの底部の外側に黒い紙をテープで貼り付けます。各箱の上部を逆さまにして日当たりの良い場所に置きます。それぞれの上部に温度計を置きます。
次に、黒い紙が太陽の方向を向くように、1 つの箱の底部を上部にかぶせます。この非絶縁ボックスはあなたのコントロールです。断熱材がないと何が起こるかを示しています。
次に、テストする材料を取り出し、2 番目の箱の底を完全に埋めるように形を整え、所定の位置に留まることを確認するためにテープで貼り付けます。発泡スチロール、タオル、新聞紙の重ね、気泡緩衝材、人工フリースなど、ほぼすべての材料をテスト対象として選択できます。ボックスをもう一方の上にかぶせます。 2 つのボックスに同じ量の太陽光が当たるようにしてください。
15 分後、箱を開けてそれぞれの温度を記録します。断熱ボックスの内部は制御ボックスよりも低温である必要があります。温度差が大きいほど、材料は断熱材として機能します。さまざまな材料で実験を繰り返します。最後に、なぜ一部の材料が断熱性に優れているのかを考えてみましょう。たとえば、熱の循環を妨げる死んだ空気空間を閉じ込めている可能性があります 。
3: 日よけと家の塗装のエネルギー効果
木陰やペンキを塗るなどの簡単なことで、家庭の光熱費を節約できるでしょうか?この実験はその疑問に答えるのに役立ちます。この場合の「家」は小さな段ボール箱になります。反射鏡ランプの 100 ワットの電球が太陽の役割を果たします。
まずはボックスを設置します。しっかりと閉まる蓋があることを確認してください。中に温度計を入れて温度を測ります。次に、ボックスを直接照らすようにライトを配置します。 20 分後、ボックス内の温度を記録します。
次に、ランプとボックスの間に観葉植物を置き、その影が「家」にかかるようにします。観葉植物の代わりに、木や茂みから折れた枝を使用することもできます。安定した日陰を作るために、砂の入った鉢に植えるだけです。 20分後に再度温度を確認してください。日よけが箱を涼しく保ちましたか?さまざまな種類の葉を持つさまざまな植物を試してください。温度差が最も大きいのはどれですか?
絵の具のエネルギー効果をテストするには、同じ箱を 2 つ用意し、1 つは白、もう 1 つは黒または暗い色を塗ります。それぞれを光から等距離に置き、20分後の内部の温度を記録します。どちらの箱が熱くなりますか?これが実際の住宅の場合、エネルギー使用量にどのような影響を与えるでしょうか?
基本的に、適切な木陰の木や外壁塗装の色を選択すると、夏に家を涼しく保ち、エアコンの必要性が減り、エネルギーの節約に役立ちます。ただし、冬には、家が太陽からの熱を吸収する可能性があるため、日陰がない方がよい場合があります。その場合、冬に葉を落とす木が最もエネルギーを節約できる可能性があります 。
2: 太陽熱温水器を作る
太陽の力だけでお湯を作ることができます。およそ 3 フィート (90 センチメートル) 四方、深さ 2 または 3 インチ (5 または 7.5 センチメートル) の平らな箱から始めます。内側を黒く塗るか、黒い紙を敷きます。
次に、20 フィート (6 メートル) 以上の黒いフレキシブル チューブを用意します。箱の側面に 2 つの穴を開けます。1 つは角の近く、もう 1 つは反対側の角の近くです。チューブの端を 1 つの穴に挿入します。チューブを平らなループの形に成形し、重なり合わずにボックスの底を上下に動かします。長さのほとんどを使い切るまでループを続けます。端をもう一方の穴に通します。
箱にガラスのカバーを置きます。端をテープで押さえて固定します。これで、屋根で時々見かけるようなソーラーコレクターが完成しました。箱を太陽の当たる場所に置きます。チューブの一端を水の入ったバケツに浸します。もう一方の端を吸ってチューブを満たし、サイフォン動作を開始します。吸い込んだ端をもう一方の端よりも低く保ち、水を別の容器に滴らせます。洗濯バサミを使ってチューブを圧着し、流れをチョロチョロに制限します。
水の入った各容器に温度計を置き、温度変化を追跡します。太陽に対する箱の角度は違いますか?より長いチューブを使用してより多くのループを作成したらどうなるでしょうか?出てくる水が温かいほど、太陽からより多くの熱を吸収します。ご家庭でこの方法で加熱した水を使用している場合は、電気、ガス、または石油給湯器の負荷がなくなり、エネルギーを節約できます。 [出典：ベンリー]
1: 風力発電を電気に変える
丘の上で巨大な風力タービンが回転しているのを見たことがあるかもしれません。さて、この実験では、自分で模型タービンを作って、風力発電を試すことができます。
1.5 ボルトの直流モーターから始めます。これらのバッテリー駆動モーターは、ホビー ショップまたはオンライン ソースから入手できます。実験では、電気を使ってモーターを回すのではなく、「風」でモーターのシャフトを回転させて発電します。モーターをボード上に水平に取り付け、シャフトが端を越えるようにします。
模型飛行機のプロペラをモーターのシャフトに、ボードに対して垂直に固定します。プロペラがシャフトにしっかりと収まっていることを確認するか、プロペラが回転するとシャフトも回転するようにネジを締めてください。 「風力タービン」は発電の準備が整いました。
モーターからの 2 本のワイヤーを最大 5 ボルトまで測定できる電圧計に接続します。モーターと電圧計の間で、100 オームの抵抗を使用してこれら 2 本のワイヤを接続します。各ワイヤから絶縁体を 1 インチ除去し、抵抗器のリード線 (抵抗器の両端から出ているワイヤ) を裸線にはんだ付けする必要があります。この設定は、電圧計が電気を正確に測定できるようにするために必要です。
モーターとプロペラをファンの前に置き、「風」を発生させます。プロペラが回転し始めたら、電圧計を確認します。どれくらいの電気が発電されているかが表示されます。動きが見られない場合、または電圧計の針が右ではなく左に行こうとする場合は、電圧計からワイヤを取り外し、側面を逆にして再度取り付けます。ファン速度の増減に応じて電圧がどのように変化するかを確認します。
さまざまなタイプのプロペラを試してください。プロペラが大きいか小さいと、生成される電力量に影響しますか?独自のプロペラを設計してみてください。複数のブレードやさまざまな角度のブレードを試してください。特定の風速で最も多くの電力を生成するのはどれですか?効率的なタービンは風力エネルギーを利用し、他の資源からのエネルギーを節約できます 。
著者メモ: 省エネ実験の 5 つのアイデア
これらの実験は、エネルギー保存の原理について学ぶことを目的としていますが、実際の応用も示唆することができます。たとえば、私の隣人にはプールがあります。春になると、彼は庭のホースを長く取り、それを輪にして南向きのプールハウスの屋根に置きます。太陽熱温水器の実験によく似ています。日中、彼はポンプを使ってプールの水をホースに通して戻します。太陽エネルギーのおかげでプールの温度は快適に保たれ、誰よりも早く水に入ります。
