Studiekompasset.dkKlasse: HTX 2. år · Fag: Teknologi B
VTG – 1. X.
2009
Teknologi
Bæredygtighed
Patrick, Mads og Daniel
V E J L E T E K N I S K E G Y M N A S I U M
Indholdsfortegnelse
Tidsplan ............................................................................................................................................................. 5
Indledning .......................................................................................................................................................... 6
Problemtræ ....................................................................................................................................................... 7
Nøgleproblem: ............................................................................................................................................... 7
Problemanalyse ................................................................................................................................................. 7
Problemformulering .......................................................................................................................................... 8
Teori ................................................................................................................................................................... 8
Drivhuseffekten ............................................................................................................................................. 8
Drivhusgasser ................................................................................................................................................ 9
CO
2
og CO
2
-udslippet ................................................................................................................................. 9
Methan .................................................................................................................................................... 11
Vanddampe ............................................................................................................................................. 11
Lattergas .................................................................................................................................................. 11
Cfc-gasser................................................................................................................................................. 12
Evne ............................................................................................................................................................. 12
Bæredygtighed ............................................................................................................................................ 12
Økosystemer ................................................................................................................................................ 13
Forsyningsproblematikker og vores energi ..................................................................................................... 14
Studstrupværket – et moderne kraftværk .................................................................................................. 16
Fra kul til strøm og opvarmet vand ............................................................................................................. 16
Halmfyring ................................................................................................................................................... 18
Dansk energipolitik .......................................................................................................................................... 18
Stockholm .................................................................................................................................................... 18
Rio De Janeiro .............................................................................................................................................. 18
Johannesburg .............................................................................................................................................. 19
Kyoto-aftalen ............................................................................................................................................... 19
Institut for miljøvurdering ........................................................................................................................... 19
Klima topmødet i København 2009 ................................................................................................................. 19
Strøm ............................................................................................................................................................... 20
Strøm i kredsløb .......................................................................................................................................... 20
Ohms lov ...................................................................................................................................................... 20
Elektrisk modstand ...................................................................................................................................... 20
Løsningsforslag ................................................................................................................................................ 21
Kravspecifikationer .......................................................................................................................................... 21
Blokdiagram ..................................................................................................................................................... 22
Kredsløbsdiagram ............................................................................................................................................ 22
Beskrivelse af komponenterne ........................................................................................................................ 23
Lyssensor ..................................................................................................................................................... 23
AND-gate ..................................................................................................................................................... 23
ICM7555 ...................................................................................................................................................... 24
Dual-BCD Counter og AND-gate .................................................................................................................. 24
Flip-flop ............................................................................................................................................................ 25
Målte værdier på produktet ............................................................................................................................ 25
Stiller det op til kravene?................................................................................................................................. 27
Overslags pris................................................................................................................................................... 28
Miljøvurdering ................................................................................................................................................. 28
Formål .......................................................................................................................................................... 28
Meka ............................................................................................................................................................ 28
Energi politik de næste 10 år ........................................................................................................................... 30
Vores mening om klima- og energipolitik........................................................................................................ 30
Evaluering ........................................................................................................................................................ 31
Patrick .......................................................................................................................................................... 31
Mads ............................................................................................................................................................ 31
Daniel ........................................................................................................................................................... 31
Kildeliste .......................................................................................................................................................... 32
Titelblad
P
rojektet løber fra d. 27. februar til d. 24. april.
Rapporten er udarbejdet af Patrick, Mads og Daniel
Klassetrinnet er 1. X.
Udarbejdet på Vejle Tekniske Gymnasium
2 semester år 2009
Peter Ozols Chrois har været vejleder
I denne rapport har vi valgt at arbejde med el ”sparedimser” under emnet bæredygtighed. Vores produkt er
en optimering af blæseren i en computer. Vi vil finde en måde at udnytte at en blæser drejer rundt og så
forsøge at skabe strøm ved det. Foruden produktet kommer vi ind på noget med bæredygtighed og
konsekvenser ved ikke at passe på miljøet.
Side antal: 32 sider
Tidsplan
Tidsplan
Ansvarlig
27
-
feb (2)
-
marts
(4 - foredrag)
-
marts (2)
11
-
marts (4)
13
-
marts (2)
Tidsplan
D
p/u
Indledning
D
p
/u
Problemtræ
M og P
p
/u
Problemanalyse
M og P
p
/u
Problemformulering
M
p
/u
Teori
Alle
Løsningsforslag
D
Kravspecifikationer
D
Blokdiagram
D
Produktet
Alle
Kredsløbsdiagram
Beskrivelse af
komponenterne
Målte værdier på
produktet
D og M
-
marts (4)
19
-
marts
Tur til
virksomhed
20
-
marts (2)
25
-
marts (4)
27
-
marts (2)
Stiller det op til kravene
D
Overslags pris
D
Miljøvurdering
M
Energipolitik de næste
10 år
Alle
Vores mening om
klima- og energipolitik
Alle
30
-
marts (2)
-
april (4)
-
april (2)
15
-
april (4)
17
-
april (2)
U
(produktet)
U
(teori)
Kildeliste
Alle
Bilagsliste
22
-
april (4)
24
-
april (2)
Afleveres inden
kl. 12:00
U (punterne
markeret
med gul)
Evaluering
p/u
M = Mads
P = Patrick
D = Daniel
Indledning
Vi har i dette projekt valgt at arbejde med bæredygtighed som overemne og el ”sparedimser” som
underemne. Vi har valgt dette da vi mener det er indenfor denne sektor der skal gøres mest for at spare på
strømmen og derved sænke CO
2
udslippet som ødelægger vores jordklode.
Det er jo et stort problem med udslip af drivhusgasser og global opvarmning det ved vi alle. Når politikerne
ikke gør så meget mener vi at man skal ud til den private forbruger og få dem til at spare strøm. Der kører
kampagner osv., men vi tror ikke de hjælper det store. Der skal være et økonomisk grundlag i form af en
pengemæssig besparelse for at spare på strømmen. Og hvilket sted er bedre at spare penge end i
dagligdagen. For at spare penge er det en god grund at forske i området el ”sparedimser”.
Hvis vi går hjem og ser i vores eget hjem er der sikkert en lampe der lyser. Eller andet elektronisk udstyr der
bruger strøm uden man er der. Dette er spild af strøm og sådan noget man skal have gjort noget ved. Vi er
mange mennesker i vesten som lever med en høj levestandard. Hvis hver person bare bruger lidt
unødvendigt strøm hver dag bliver det til rigtig meget unødvendigt strøm på et år og så når vi er så mange
mennesker så bliver det til endnu mere strøm. Så hvis man kunne gøre noget ved dette ville man kunne
sænke strømforbruget meget. Hvis strømforbruget sættes ned skal man heller ikke betale en så stor
strømregning, altså en økonomisk grund til at spare på strømmen. Når en familie nu har noget at vinde er
det lettere at få dem til at sænke sit forbrug.
I dag findes der mange af disse el ”sparedimser”. Vi har elsparepæren. Du kan også købe en skinne du kan
sætte til din computer så det der er sat til denne skinne slukker automatisk når computeren slukkes. Mange
har også sensorer til deres udendørslys, hvilket er godt da der ingen grund er til at det skulle brænde hele
tiden. Mange elektroniske hjælpemidler er blevet gjort mere effektive så de ikke bruger så meget strøm.
Vaskemiddel er lavet så du nu kan vaske tøj i 30 graders varmt vand i stedet for 60 grader som man gjorde
for nogle år siden og derved spare meget varmt vand og derved også energi.
Som vi ser det er det helt store
problem pærer og radiatorer. En
radiator der bare står og varmer.
Når det så bliver for varmt åbner
man et vindue som får radiatoren
til at varme endnu mere. Eller en
lampe oppe under loftet der
lyser dagen lang fordi man ikke
lige lægger mærke til den om
dagen og om aftenen er det
nødvendigt. Vi tror at det er på et
område som dette hvor man skal
ind og tilbyde produkter der kan
spare kunden for en masse
strøm.
Problemtræ
Nøgleproblem:
Der bruges for meget strøm i hjemmet.
Fortsættes på billedet nedenunder
Vi har valgt at afgrænse os på den måde, at lyset ikke slukkes på kontakten eller at vi glemmer at slukke det
efter brug. Dette gør at vores lys bruger alt for meget unødvendigt. Når lyset bruger for meget strøm,
bruger vi for meget strøm i hjemmet. Hvis strømforbruget øges i hjemmet, øges det samlede strømforbrug,
hvilket gør at elværkerne skal producere mere strøm. Når elværkerne skal lave mere strøm, skal der
brændes mere kul af, hvilket forsager et massivt CO
2
og svovl udslip, hvilket gør stor skade på miljøet.
Problemanalyse
Vi ønsker at arbejde med censorer der nedsætter el-forbruget i de private hjem og på arbejdspladserne. Vi
vil nedsætte el-forbruget på el-pærer. Det er ikke altid folk slukker lyset når de går ud af et rum. Vi vil lave
en anordning, som slukker når der ikke er mennesker til stede, og som slukker, hvis der ikke er behov for
mere lys. Dette forøger udledningen af drivhusgasser og svovl. Når der udledes for mange drivhusgasser
øges temperaturerne, som har fatale virkninger på vores miljø. Når svovl udledes reagerer det med vand og
danner syreregn, hvilket har fatale virkninger på skove og søer.
Problemformulering
Vi ønsker i dette forløb at komme nærmere på en løsning eller en mulig løsning til at nedsætte
strømforbruget i de danske almindelige hjem. Dette vil vi gøre ved først at undersøge hvordan de
forskellige fysiske love indenfor EL virker og hvad de bruges til. Når vi så kan beregne på strømmen vil vi
undersøge hvordan en helt almindelig lampe virker og hvor meget den bruger i strøm.
Til at sænke strømforbruget vil vi bruge en lyscensor. Så denne lyscensor vil vi undersøge og finde ud af
hvordan den virker i et elektrisk kredsløb. Foruden dette vil vi også undersøge om der kan sættes mere til
denne lyscensor så den bliver mere brugervenlig. Vi vil også gerne undersøge hvad et højt strømforbrug gør
ved miljøet, hvordan bliver miljøet påvirket? Vi ved at man i dag udleder for meget CO
2
som er en
drivhusgas ud, men hvad gør dette ved drivhuseffekten og kulstofkredsløbet? Er det i det hele taget rigtigt
at der bliver ledet for mange drivhusgasser ud? Hvordan ville man kunne ændre dette udslip uden at der
ville bliver problemer med forsyningen af strøm til alle? Hvad gør kræftværkerne for at sænke drivhusgas
udslippet?
Hvordan har den danske energipolitik være de sidste 30-40 år? Hvordan har Danmark og den globale
verden udviklet sig mod mindre udslip?
Teori
Drivhuseffekten
Drivhuseffekten er noget så vi alle har
hørt om i medierne osv. Og er det et
kæmpe samtaleemne. Men hvad er
drivhuseffekten egentligt? Solen
skinner jo ned på jorden, hvilket varmer
jorden op. Når sollyset rammer
atmosfæren, bliver der første sendt
noget lys tilbage i rummet, da det
reflekteres. Hvide skyer, som
sædvanligt ikke indeholder regnvand.
Og til sidst er der også noget sollys, som
reflekteres hvis det rammer lyse steder.
Det sollys som ikke er blevet reflekteret
absorberes af havene og jorden, hvilket
varmer kloden op. Når jorden så skal
køles ned udsender den varme i form af
infrarød stråling. Men for at alt varmen
ikke skal forsvinde indeholder hele atmosfæren er række forskellige såkaldte drivhusgasser. Disse
drivhusgasser optager de infrarøde stråler og sender dem tilbage til jorden og nogle bliver sendt ud i
rummet. Problemet med global opvarmning er så bare at vi udleder for mange af disse drivhusgasser,
hvilket gør at der sendes flere infrarøde stråler tilbage til jorden, som varmer jorden endnu mere op.
Figur
2
-
Drivhusef
fekten
Der er 6forskellige slags drivhusgasser CO
2
,CH
4
,H
2
O,N
2
O,O
3
og CFC gasser
Drivhusgasser
Drivhusgasser har evnen til at opfange og udsende en del den langbølgede af varmestråling fra solen, mens
den tillader den største del af den kortbølgede varmestråling at passere igennem. De seks vigtigste og
største drivhusgasser er
• Kuldioxid (CO
2
)
• Metan (CH
4
)
• Lattergas (N
2
O)
• Cfc-gasser (freongasser fx)
• Vand(g)(H
2
O)
CO
2
og CO
2
-udslippet
I aviserne og nyheder hører vi meget om at der lukkes for meget CO
2
ud i atmosfæren. Vi hører også om
konsekvenserne af at man slipper for meget CO
2
ud. Hvad der er skyld i dette høje udslip ved de fleste også.
Det bliver nævnt konstant i aviser og nyhederne. Hvis der er miljø i en sætning kan den næsten ikke siges
nu om dage uden at man også nævner kul og olie. Dette er fordi mange mener at den største kilde til CO
2
udslip er afbrænding af fossile brændstoffer som kul og olie. Der er dog også andre kilder hvilket vi vil se på
lidt senere.
Som der ses på figuren herunder kan man se at udslippet af CO
2
er steget drastiske de seneste 50-60 år. Vi
kan se at det der er steget mest siden 1945 er udslip fra olie afbrænding. Dette skyldes at indtil 1945 blev
der ikke brugt så meget olie som energikilde men da 2. Verdenskrig var slut fandt man ud af hvordan den
kunne udvindes billigt og hvor god energikilde olien var. Vi kan også se at forbruget af olie faldt i 1970erne
cirka. Dette skyldes oliekrisen der var i 1973 og den efterfølgende økonomi krise der først sluttede i
1980’erne. Men forbruget steg så igen og fortsætter stadig med at stige hvert år. Som vi også kan se af figur
1 var det først i cirka 1953 at man
begyndte at bruge naturgas som
energiform. Så fra cirka 1953 – 2002 steg
udslippet af naturgas med over
00 tons CO
2
. Kul er også steget
siden 1945. Inden 1945 var kul den mest
anvendte energikilde. Men trods at man i
årene omkring 1945 fandt 2 nye metoder
at få energi på steg kul forbruget meget.
Ved afbrænding af kul slap man i 1945
cirka 00 tons CO
2
og i 2002 var
dette tal over 00 ton CO
2
. Det
er en stigning på 140 %.
Det som man primært bruger kul, naturgas og olie til er afbrænding. Man brænder disse forskellige
energikilder, også kaldet fossile brændstoffer, af og udvinder derved varme og energi. Når man brænder
fossile brændstoffer af varmer man noget luft op og derved stiger massefylden på luften. Når massefylden
stiger og der ikke længere er helt plads til den stiger trykket. Det man så gør er at man leder denne luft ud i
nogle turbiner hvor de får disse til at dreje rundt, disse turbiner er sat sammen med en generator som så
genererer strøm når turbinerne drejer rundt. Luften køles ned og energien i luften bliver brugt og trykket
falder og man kan så varmen luften op igen og sende den igennem turbinerne igen. Sådan bliver det ved
med. Men det som man bruger til at varme denne luft op med er varmen der kommer når man brænder
fossile brændstoffer af. Det der ikke er så godt ved denne metode er så at når man brænder disse fossile
brændstoffer af frigives der noget CO
2
. Dette CO
2
er noget som der
blev optaget for mange millioner år siden da de fossile
brændstoffer blev dannet. Så man burde jo sige at fossile
brændstoffer var CO
2
neutrale når de kun frigiver den CO
2
som de optog for så land tid siden. Men dette
gør man ikke da det kræver mange millioner af år for at der f. eks. bliver dannet olie. Så den mængde CO
2
der bliver optaget på en million år bliver frigivet på et år. Dette skaber en ubalance og derfor er det et så
stort problem. Hvis CO
2
blev frigivet med samme hastighed som den var blevet optaget ville det ikke være
noget problem. Derfor prøver man også at sænke forbruget på CO
2
ved lov, aftaler og kampagner.
Men helt fri for CO
2
bliver man aldrig. Dette er fordi at alle dyr og mennesker laver respiration. Ved
respiration bliver sukker, ilt og ADP + P til ATP, vand og CO
2
. Denne proces kan man ikke ændre på eller
gøre noget ved. Dette er en del af naturens gang og derfor kan man ikke helt fjerne CO
2
udslippet.
Det er den menneskeskabte del af CO
2
udslip man kan gøre noget ved. Man kan gøre mange forskellige ting
og der bliver gjort mange forskellige ting. I hjemmene kan man spare på strømmen så der ikke skal laves så
meget strøm og så bliver der ikke brændt så mange fossile brændstoffer af. Ved at lade bilen stå og i stedet
tage offentlig transport eller cyklen er man også med til at sænke forbruget fossile brændstoffer og derved
sænke CO
2
udslippet.
Der bliver også investeret mere og mere i vedvarende energi som intet CO
2
udslip har. Der bliver foruden
dette undersøgt i alternative midler i stedet for fossile brændstoffer. Ved lov er der blandt andet her i
Danmark blevet bestemt at, på kraftværker skal en vis procentdel fossile brændstoffer erstattes af halm
eller lignende som CO
2
neutrale. Når noget er CO
2
neutral vil det sige at det ikke udleder mere CO
2
i end
den optager i dens leve tid.
Alt dette er med til at sænke CO
2
udslippet. Men for at vide hvor skadeligt en drivhusgas er, har man
inddelt dem i forskellige styrker.
CO
2
har styrke 1 og andre drivhus gasser har så fået deres styrke i forhold til hvor stærke de er i forhold til
CO
2
. Det lyder derfor lidt mærkeligt at man siger at CO
2
er den værste af drivhusgasserne når den er så
svag. Men den er den værste ikke på grund af styrke men fordi der bliver udledt så meget af den. Indtil
videre har denne gas alene sørget for 55 % af den menneskeskabte forøgelse af drivhus effekten. Hvilket
har gjort at den naturlige kulstofbalance er kommet i ubalance. Hvilket er skyld i den globale opvarmning.
Den globale opvarmning betyder at temperaturen i verdenshavene stiger og så smelter gletcher på
grønland og på polerne. Dette hæver så vandstanden verden over. Hvis verdenshavenes temperatur bare
stiger 5 grader kan det betyde at store byer som New York og Tokyo bliver ødelagt og hele Florida bliver
ubeboelig.
Desværre findes der også CO
2
-udledere som vi ikke kan gøre noget ved og er meget slemme. Dette er
blandt andet vulkaner i udbrud og skovbrande.
Methan
Metan (CH
4
) kommer naturligt fra dyr. Det bliver dannet som et slutprodukt fra anaerob nedbrydning af
bestemte typer organisk materiale. Køerne er en af de største udgivere af metan, men andre dyr udgiver
også metan. Metan effektivitet er på 22, så derfor er den en mere skadelig drivhusgas en kuldioxid. Den er
ikke et nær så stort problem, fordi vi udgiver utroligt lidt af det.
Vanddampe
Vanddamp(H
2
O) kommer fra alt næsten, den største mængde damp kommer fra havet. Vanddamp er den
gas, som udgør mest af atmosfæren. Troposfæren består af 99,99 % vanddamp, og den har været
stingende inden for det sidste. Det hænger sammen med at polerne smelter og det bliver varmere, det får
mere vand til at dampe. Det er ikke kun havet dampen kommer fra, men overalt på jorden, den største
mængde kommer bare fra havet. Den har en levetid på 12 år.
Figur 5 - Stregformel på vand
Lattergas
Lattergas(N
2
O) er en af drivhusgasserne vi ikke må glemme. Lattergas opstår naturligt i naturen fra havet og
nedbrydning af organiske stoffer. Det bliver også menneskeskabt af mennesker, hovedgrupperne bliver
udgjort af afbrænding af biomasse, industrielle aktiviteter og landbrugets kvælstofgødning. Lattergas er en
effektivitet på 310, så det skader meget mere end CO
2
, hvis der var lige så meget lattergas sendt ud i
atmosfæren, som der er af CO
2
. Lattergas har også en meget lang levetid på omkring 114 år. Den
udkonkurrer dermed, også Metan med lattergas lange levetid.
Figur 6 - Stregformel på lattergas
Figur
4
-
Stregformel til methan
Cfc-gasser
Cfc-gasser dækker flere forskellige gasser, men de har alle meget
tilfælles. For det første har de en meget lang levetid, en af de slemme
er CFC-115, som har en levetid på 1700 år. Alle CFC- gasser er
fremstillet kunstigt, dermed er det menneskeskabt. CFC- gasser er
ikke kun skadelig for atmosfæren, men også fordi det nedbryder
ozonlaget (O
3
). Derfor besluttede man at der skulle begrænses meget
for hvor meget Cfc-gasser der måtte bruges, og skulle i stedet bruge
andre gasser. De andre man besluttede der skulle bruges var ikke meget bedre, og de har også en levetid på
50000år. Derfor vil man også begrænse udledningen af de drivhusgasser.
Evne
De forskellige udledte drivhusgasser er med til at øge drivhuseffekten afhængig af deres koncentration og
evne til at absorbere varmestrålinger. Det er også afgørende, hvor længe levetid gasserne har i
atmosfæren, for hvis det er lang tid vil det være svært at fjerne dem. De drivhusgasser der forbliver i
atmosfæren i længere tid vil så få en relativt større betydning for vores fremtid.
Stoffet
Levetid
Effektivitet
CO
2
??
1
CFC
-
115
1700 år
??
N
2
O
114 år
310
Vanddampe
12
år
??
Methan
22 år
??
Det har desværre ikke været muligt for os at finde ud af levetiden på CO
2
og effektiviteten på nogle af de
andre drivhusgasser. Men da alles effektivitet er regnet ud fra hvor meget værre de er end kuldioxid ved vi
at de er værre end kuldioxid. CFC-115 behøver ikke end særlig høj effektivitet før den er meget farlig. Det er
mere at den findes i atmosfæren i 1700 år.
Bæredygtighed
Bæredygtighed kan være svært lige at tolke. Men i bundlandsrapporten fra 1987 blev det kort beskrevet
sådan her:
"skaffer menneskene og miljøet det bedste uden at skade fremtidige generationers mulighed for dække
deres behov"
Det vil altså sige at hvis noget skal være bæredygtigt skal det opfylde alle de krav som mennesket nu har til
det uden at skade miljøet eller de naturlige resurser på nogen måde så fremtidig liv kommer i fare. Hvis vi
laver en stol i dag skal den metode vi laver stolen med ikke kunne skade miljøet så dem der kommer efter
os har problemer med at lave den samme stol med materialer af samme art.
Figur
7
-
CFC gas
Økosystemer
I et økosystem er alle ting bundet sammen på en sådan måde at
hvis de fjerne den ene af tingene ødelægger du leve vilkårene for
en anden af tingene. Alle ting på denne jord indgår i et
økosystem. Dyr, planter og mennesker er dele af et økosystem.
Der findes altså mange forskellige økosystemer men også mange
forskellige størrelser på økosystemer. Du kan finde et økosystem
i en lille sø, men også hele jordkloden er et økosytem.
Hvis vi kigger på figur 2 er det et træ. Påtegnet er de forskellige
hovedprocesser der sker i dette træ for at det kan overleve. I
bunden af træet ved rødderne ser vi at der bliver optaget
næringsstoffer og vand. Disse bliver så fragtet op til trækronen
ved hjælp af undertryk inde i træet. I trækronen bliver vandet
brugt til fotosyntese mens næringsstofferne går til vækst. Men
før der kan ske en vækst skal der bruges noget glukose. Dette
bliver dannet ved fotosyntesen hvor der udover vandet bliver
brugt CO
2
. Af restprodukter finder vi både glukosen som så bliver
brugt til respiration og vækst, men der bliver også dannet O
2
som slippes ud i luften.
Dette er det vi kalder et af de små økosystemer. Senere vil vi
forklare noget om det naturlige kulstofkredsløb her på jorden, som også er et økosystem bare meget større
end træet.
Både træet og kulstofkredsløbet opfylder vores kriterier for et økosystem. Men de opfylder også de
kriterier som man mest normalt bruger, hvilket er:
”Et økosystem er et afgrænset område i naturen, hvor der sker et samspil mellem levende organismer og
deres omgivende miljø.”
Træet er i samspil med jorden da det er her den henter sine næringsstoffer og når så bladene visner og
falder til jorden bliver de spist af regnorme som lægger en lille lort der så bliver en del af jorden og de
næringsstoffer der var i denne lort bliver så optaget af andre træer. Hvis vi prøver at fjerne vandet fra
træets kredsløb ville træet ikke kunne danne fotosyntese og derved ville det dø. Hvis ingen træer kunne
optage vand ville de alle dø, det samme ville dyr da der ikke længere ville bliver dannet nyt O
2
. Derfor kan
det være meget katastrofalt blot at fjerne små ting fra et økosystem. Dette er også grunden til at så mange
dyr uddør i dag, vi fjerne en del af det økosystem de er en del af og så har de ikke længere mulighed for at
leve formere sig og derved uddør de. Når vi slipper CO
2
ud i luften i store mængder ændre vi
kulstofkredsløbets gang og forstyrre et økosystem, dette viser sig så i form af varmere vejr og temperatur
stigning i verdenshavene og smeltning af store isgletchere.
Hvis vi så kigger på det andet kriterium der skal være opfyldet for at det er et økosystem finder vi at både
træer, bladene, regnormen og jorden er i samspil med i hinanden. Nogle er levende organismer og andre er
det omgivende miljø. Så dette kriterium er også opfyldt derfor et økosystem.
Figur
8
-
Økosystem "et træ"
Når vi snakker om økosystemer findes der forskellige faktorer der påvirker disse økosystemer. Der findes to
forskellige faktorer. Den ene er de abiotiske faktorer som er alt ikke levende der påvirker de levende
organismers eksistens. Dette kunne blandet andet være luftfugtighed, pH-værdi, lys, næringsstoffer og
temperatur. Den anden faktor er de biotiske faktorer. Denne faktor bliver udgjort af alt levende og
konkurrencen om at overleve. Hvis vi igen kigger på vores træ er der de abiotiske faktorer som påvirker
hvordan træet har det. Hvis de abiotiske faktorer levere nogle levevilkår, som er for anderledes end dem
træet har brug for kan træet ikke leve. F. eks. i ørkenen kan der ikke leve bøgetræer da det er for varmt og
der er ikke vand nok. Dette er de abiotiske faktorer som bestemmer dette. Men hvis vi så kigger i en skov
hvor bøgetræet har de perfekte levevilkår tager de biotiske faktorer over. Hvis der er mange træer i en skov
tager de største træer lyset og udkonkurrer de
mindre træer. Om vendt hvis der ikke er mange
træer vil der ikke være nogen konkurrence og alle
træerne klare sig godt. Dette gør at der aldrig vil
være overbevokset af træer i en skov, men at der
heller aldrig vil være helt dødt. Et andet sted man
kan se dette er i fødekæden.
På figur 3 er der tegnet en fødekæde. I et år hvor
det har været rigtig godt for træerne vil der være
rigtig mange blade. Dette vil betyde bedre
levevilkår for både hjorte og bladlus. Igen ville flere
af disse dyr så betyde bedre levevilkår for
mennesker og flere insekter. Så hvis et dyrs
levevilkår bliver forbedret og der bliver flere af
disse vil der også bliver flere til at spise dette dyr.
Hvis der så ikke er så mange af det pågældende dyr
vil der dø flere af dem som spiser dette dyr og på
den måde vil der hele tiden bliver skabt en naturlig
balance.
Forsyningsproblematikker og vores energi
I vores problemtræ vises det at øget forbrug af strøm forårsager at der skal produceres mere strøm på
kraftværkerne. Dette gør at der skal brændes mere og mere kul og olie af. Dette kan have katastrofale
følger som vi så på i afsnittet med CO
2
. Der fortalte vi hvordan forbruget er steget og hvor meget CO
2
der
bliver udledt i dag og hvordan stigningen har været de sidste 50-60 år. I afsnittet om drivhuseffekten så vi
på hvad der sker når der kommer mere CO
2
i luften. Jorden bliver varmere, følgerne af dette har vi også
været inde på i CO
2
afsnittet. Men alt dette kræver en lille ting for at kunne gå i opfyldelse. Dette er fossile
brændstoffer. Men hvorfor holder vi så ikke bare op med at bruge dem? Det kunne man tit spørge sig selv
om, men i det samfund vi lever i kan vi ikke undvære disse fossile brændstoffer eftersom at næsten alt den
energi vi bruger kommer fra afbrænding af disse. Men som vi fortalte i CO
2
afsnittet bliver der gjort meget
for at sænke udslippet. Der bliver investeret i alternativ energi. Vedvarende energi er en af disse alternative
energier. For at sænke CO
2
udslippet er en meget god grund til at sænke forbruget af fossile brændstoffer
men der findes også en anden meget god grund.
Fossile brændstoffer er det man kalder en begrænset resurse. Det vil sige at der ikke er uendeligt meget af
den. De fossile brændstoffer slipper op på et tidspunkt. Derfor er det en god ide at have andre metode at få
energi på. Hvis en dag de fossile brændstoffer pludseligt slap op ville vi bliver slået direkte tilbage til
middelalderen. Der var ingen af vores maskiner der ville virke. Vi ville ikke kunne transportere vores vare. Vi
ville ikke have noget elektrisk lys eller noget varme. Dette ville være katastrofalt. Heldigvis bliver man ved
med at finde flere og flere fossile brændstoffer lagre så det slipper ikke sådan lige op. Spørgsmålet er bare
om de fossile brændstoffer slipper op før at jorden er blevet ødelagt grundet udslip af drivhusgasser. Det
ser desværre bare ud som om at der er fossile brændstoffer nok til de næste 50 år hvis ikke mere. Dette er
et problem. Så længe der er fossile brændstoffer nok kan brugen af alternativ energi ikke slå ordentlig
igennem. De fossile brændstoffer er billigere og giver mere. Men prisen på eksempelvis olie har været
meget stigende de sidste 5 år, så flere og flere er begyndt at forske i alternativ energi og flere og flere er
begyndt at bruge andre energikilder end fossile brændstoffer. Men der er stadig lang vej igen hvis alt energi
skal komme fra den alternative og vedvarende energi.
Grunden til at prisen stiger på f. eks. benzin er fordi
at prisen på en tønde råolie stiger og denne tønde
stiger i pris når udbuddet falder. Men grundet den
globale opvarmning er der mulighed for at man
inden for de næste 20 år med samme udvikling kan
begynde at trække noget af alt den olie op der
ligger under grønlands is. Men generelt er
udbuddet af fossile brændstoffer faldet og derfor
ser vi prisændring. Det har så heller ikke gjort det
bedre at der kæmpes om olien i mellemøsten. De
presser vesten med høje priser fordi det er så
risikabelt at have olieboringer. Mange vil gerne
have dem, så de hæver prisen og vi kan intet gør da
vi er afhængig af olien.
Som man nok kan se er der mange forskellige faktorer der gør at de fossile brændstoffer ikke kan blive ved
med at have deres storhed tid. Alle disse ting kan være med til at forårsage forsyningsproblematikker. Først
hvis elværkerne ikke får de fossile brændstoffer de skal bruge kan de ikke lave den strøm som befolkningen
skal bruge og så går vores samfund i værste fald i stå.
Der findes dog også forsyningsproblematikker for den alternative energi. Fors det første skal der
eksempelvis flere vindmøller til for at lave den samme energi som et kraftværk kan gøre. Det samme
gælder solceller, vandenergi og bølgeenergi, den alternative energi kan ikke producere energi nær så
hurtigt som et kraftværk kan. Foruden dette kan det ske at det ikke blæser, solen skinner ikke eller vandet
er helt stille. Dette kan også give problemer da man endnu ikke kan lagre strømmen så alt det man
producerer om natten går tabt mens der måske ikke kan produceres noget nogen dage. Dette kan jo have
en katastrofal virkning hvis man bare en uge i streng ikke kan producere energi. Men det er heldigvis sådan
at når man laver vedvarende energi foranstaltninger undersøger man hvordan forholdene er hvor stor
vindingen er. Man sætter derfor ikke en vindmølle op hvor det ikke blæser. Så vi ville sikkert ikke rende ind i
dette problem hvis vi kun havde vedvarende energi.
Den energikilde som vi har valgt at fokusere på er kraftværker. Da der i vores problemtræ er angivet at
højere strømforbrug betyder mere afbrænding af fossile brændstoffer og dermed mere kuldioxid har vi
valgt at gå i dybden med et kraftværk. Det kraftværk vi har valgt ligger i Århus og har navnet
Studstrupværket.
Studstrupværket – et moderne kraftværk
Når vi laver strøm i dag er der mange forskellige måder det kan gøres på. I Danmark er vi et af de førende
lande inden for bæredygtig energi i form af vindmøller. Men selvom at vi har så mange vindmøller som vi
nu har, skal vi stadigvæk bruge de almindelige kraftværke til at producere strøm, da vindmøllerne ikke
dækker hele vores behov. Og problem med kraftværker er at de brænder kul af for at skabe energi, hvilket
skaber noget energi, men det skaber desværre også noget CO
2
, som bidrager til global opvarmning. Selvom
at de danske kraftværker bidrager til global opvarmning, er de stadigvæk topmoderne og de er bygget til at
udnytte en meget stor procentdel af den energi, som de laver, i forhold andre kraftværker rundt omkring i
verden. Vi vil vise hvordan.
Fra kul til strøm og opvarmet vand
VI har en figur, som viser processen trin for trin. Vi har taget udgangspunkt i Studstrupværket, som ligger i
Århus.
1. Først der har vi mineralet Kul, som opbevares ude foran kraftværket. Kraftværket bestiller det
mange steder rundt omkring i verden, hvor det så bliver sejlet hen til værket og bliver aflæsset. Det
bliver så testet for kvalitet af kemikere.
2. Når det er blevet godkendt af kemikerne, bliver det transporteret op i kæmpe siloer, hvor det så
opbevares indtil brug.
3. Når det skal bruges kommer det først ned i en kæmpe kværn, som kværner det halvstore kul sten,
ned til noget støv, som er ligeså fint, som flormelis. Dette bliver også kaldt for kulstøv.
4. Her bliver kulstøvet, så transporteret gennem rør ind til selve ovnen. Det sker vha. luft som blæser
det derind.
5. Dette er så brænderne og fyrrummet, hvor det kulstøv, som kom fra rørene, kommer ind og bliver
brændt af, og skaber en stor mængde varme.
6. Se punkt 5.
7. Rundt om disse kæmpe brændere, er der blevet lavt et kæmpe rørnetværk, hvor der så løber vand
inden i. det vand bliver omdannet damp, ved den enorme varme.
8. Alt det damp, som bliver dannet inde i rørnetværket, bliver så ført hen til turbinerne. På værket var
der i alt 4 turbinerum. I hvert turbine rum var der 3 turbiner, som var spændt fast til den samme
generator aksel. Den første turbine var lille, da det tryk som kommer ud er meget stort og da
rumfanget inde i selve turbinen er lille kræver det et højt tryk til at få den til at køre. Som trykket
bliver lavere kommer dampen så ind i nr.2 og derefter nr.3.
9. Dette er den generator, som turbinerne driver. Den en enorm mængde strøm vha.
elektromagnetisme. Alt dette strøm, som bliver lavet kommer så ud i en meget høj spænding, for at
der er så lidt tab, i form af varme. På vejen hjem til bliver det så transformeret ned, på diverse
transformer stationer, så vi kan bruge det.
10. Noget af det damp, som er nr.2 turbine bliver også ført ned i det der kaldes en fjernvarmeveksler.
Dette er nærmest det samme princip, som med brænderen, udover at det er dampen, som
opvarmer noget koldt vand. Dette vand sælges så også til kunderne i form af fjernevarme.
11. Efter turbine nr.3 er der ikke særlig meget tryk på dampen, så det føres ned i en kondensator.
Funktionen af kondensatoren er at den skal nedkøle dampen, så det indtager væskeform igen.
Herefter bliver det enten ført ud i havet, eller det genbruges igen henne ved brænderen, til at blive
opvarmet til damp igen.
12. En akkumulatortank bruges til at opbevare noget af det fjernvarmevand, som ikke bruges. F.eks.
bruger vi ikke så meget fjernevarme om sommeren om dagen. Men så kan akkumulatortanken
opbevare det og gemme det til om aften, hvor det bliver koldere. Dette gør at der ikke er et nært så
stort tab.
13. Når der brændes af kommer der en del bundaske, også kaldet slagge. Alt det bliver transporteret
over i siloer.
14. Den røg som dannes under forbrændingen er meget giftig og forurenende. Derfor kommer den
igennem 3 rensningsprocesser. Den første hedder et DeNO
x
-anlæg. Her bliver alle kvælstofilter,
som røgen indeholder, omdannet til vand og kvælstof vha. af nogle kemiske processer.
15. Nr.2 er elektrofilteret. Her fjerner det alle de faste partikler, som flyveaske. Dette sker vha. nogle
kæmpe plader, som så gøres magnetiske, hvilket tiltrækker alle de forskellige partikler, ad de ofte
indeholder en form for metal. Alt dette flyveaske bliver så brugt af forskellige industrier, som f.eks.
til at lave mursten.
16. Den sidste rensning kaldes afsvovling. Her kommer røgen ind i et kæmpe rum, hvor det så sprøjtet
til med kalk. Kalket binder sig så til svovlet, hvilket gør at det falder til jorden, hvorefter det kan
fjernes.
17. Til sidst bliver det opvarmet til 80 grader og bliver ført ud i atmosfæren. Røgen er næsten blevet
100 % renset, ud over CO
2
da man ikke har fundet nogen måde at rense det på endnu.
Halmfyring
Halmfyring blev gjort til lov i 1993 af den danske regering. Den lød på at der mindst skulle brændes 1
million tons halm af årligt på de danske kraftværker. På studstrupværket har det valg at blande halmen
med kullet, så det blandes ca. 10 % af forbrændingen er halm. Dette gør at det ikke slider nær så meget på
rørene, da det ikke er en 100 % halm afbrænding, men kun 10 %. Ulempen ved halm er dog at det er en
meget kraftig brændsel, hvilket gør at de slider ekstra meget på rør osv. Inde på kraftværket. Derudover er
de også skadeligt for de medarbejdere, som distribuerer halmen. Dette skyldes at mikroorganismer trives
godt i halmen, hvilket skaber en øget vækst for mikroorganismer, dette kan fremkalde luftvejs sygdomme,
blandt medarbejderne. Derfor bruger medarbejderne som distribuerer halm, specielt sikkerhedsudstyr. Der
er selvfølgelig også en række fordele. Den første og vigtigste er primært at halm er CO
2
neutralt, hvilket vil
sige at det CO
2
, som frigives i atmosfæren er den samme, som hvis halmen skulle ligge og forrådne. Så den
mængde halm, som der fyres med på studstrupværket svarer til at man sparer atmosfæren for 200,000
tons CO
2
årligt. Den anden fordel er, at man ikke skal importere halmen fra udlandet, da det er en
indlandsvare. Så dette påvirker ikke Danmarks betalingsbalance.
Dansk energipolitik
Efter 2. verdenskrig blev olie en vigtig energikilde i Danmark. Vi fik i 1970 ca. 90 % af vores energi fra olie,
men under energikrisen i 1973 blev Danmark opmærksomme på at vi ikke kunne lade oliens prissvingninger
have så stor en betydning på den danske økonomi. Derfor besluttede man at fordele energien ud over flere
energikilder. Man besluttede at bruge kul, a-kraft, naturgas og vedvarende energi. Dog blev a-kraft bremset
af de mange demonstrationer imod, da folk forbandt a-kraft med atom-bomber. Samtidigt med dette blev
el-forbruget sænket pga. mange sparekampagner og økonomistyring. Dengang tænkte man ikke meget på
miljøet, og selvom der var en undersøgelse på kul i 1980, mente man at selvom kul-forbruget blev 5 doblet
ville vi alligevel kunne håndtere problemet.
Man begyndte herefter at satse på Dansk olie og gas. Man ville samtidigt lave besparelser på fx
boligopvarmning, ved at udbygge fjernvarmenettet, og hovedmålet var forsyningssikkerhed og økonomisk
effektivitet. I 1985 blev det besluttet i folketinget at man definitivt ville tage atomkraft ud af den danske
energipolitik. Samme år kom der en konference om drivhuseffekt, og her blev det politisk anerkendt at
fremtidens store problem ville blive udslippet af kuldioxid.
Stockholm
Den første miljøkonference blev afholdt i Stockholm 1972. Herigennem blev det globale samarbejde styrket
indenfor miljøet. Den anden miljøkonference blev afholdt i Rio de Janeiro i juli 1992. Her skete der store
fremskidt. Der mødte i alt 181 lande op, og heriblandt var Danmark. En af de ting konferencen ledte til, var
”Agenda 21”. Dette er en plan for bæredygtig udvikling i det 21. århundrede.
Rio De Janeiro
En anden vigtig ting ved denne konference var konklusionen om at det var nødvendigt at landene i nord
ændrede deres livsstil. Selvom disse lande kun udgør ¼ af hele verdens befolkning, forbrugte disse lande
80-85 % af verdensressourcerne, og samtidigt bidrager mest med forurening.
De vigtigste erklæringer og konventioner der blev enighed om var:
Rio-deklarationen, der fastslog 27 principper for det internationale samarbejde om miljø og udvikling,
Agenda 21 handlingsprogrammet for det videre arbejde for bæredygtig udvikling, konventionen om
biologisk mangfoldighed, der skal sikre hensyn til biologisk mangfoldighed i planlægningen i andre sektorer,
klimakonventionen er en generel hensigtserklæring om at imødegå klimaforandringerne, og
Skovdeklarationen, som indeholder en række principper for forvaltning, bevaring og udvikling af
bæredygtigt skovbrug.
Johannesburg
Der var endnu en konference i 2002, denne gang afholdt i Johannesburg. Her kom de til enighed om en
politisk erklæring. En handlingsplan, ”Plan of Implementation”. De kom også til enighed om en række
partnerskabsinitiativer heriblandt EU’s vand- og energiinitiativer.
Kyoto-aftalen
Kyoto-aftalen er en global aftale der er lavet for at sænke CO2 niveauet og 5 andre drivhusgasser i
atmosfæren. Denne aftale fandt sted i Kyoto i Japan, og blev indgået d. 11. december 1997. Aftalen
indebærer at 5,2 % af det globale udslip på drivhusgasser skal nedsættes i forhold til udslippet i 1990. I EU
skal udslippet sænkes med 8 %, USA’s skal sænkes med 7 %, Japans skal sænkes med 6 %, og i Kina, Indien
og Rusland skal udslippet ikke reduceres. Australien har tilladelse til at udslippet af drivhusgasser stiger
med 8 % og Islands udslip må stige med 10 %.
Institut for miljøvurdering
Instituttet blev oprettet i 2002, og dens vigtigste formål er at lave økonomiske analyserer af
miljøspørgsmål. Dette har til formål at bidrage med en mere kvalificeret miljødebat, og det giver bedre
grundlag for politiske beslutninger. De har lavet en lang række rapporter ud fra mange forskellige
miljøspørgsmål. De laver politik analyse, og derfor ikke grundforskning. De skaber et overblik over allerede
eksisterende viden.
Klima topmødet i København 2009
I 2009 skal København være vært for FN’s klima topmøde. Her skal der laves en ny aftale til at afløse Kyoto
aftalen. Der forventes at ca. 10.000 personer kommer til at deltage i dette topmøde. Nogle af de vigtige
ting som skal tages op ved topmødet er ifølge Yvo de Boer:
1. Hvor meget er industrilandene villige til at reducere deres udledning af drivhusgasser?
2. Hvor meget er toneangivende udviklingslande som Kina og Indien villige til at gøre for at begrænse
stigningen i deres udledning?
3. Hvordan skal den hjælp, som udviklingslande behøver til at engagere sig i at reducere udledning og
tilpasse sig virkningerne af klimaforandring, finansieres?
4. Hvordan skal disse penge forvaltes?
En anden vigtig ting ved dette topmøde er at få USA til at være med i aftalen. De var et af de lande som ikke
var med i Kyoto aftalen. Dengang mente Bush-regeringen at det ville komme til at skade den amerikanske
økonomi, men det vil muligvis blive nemmere med den nye Obama-regering.
Strøm
Strøm i kredsløb
For der kan løbe en strøm skal der være et kredsløb. Man siger strømmen løber fra + mod -, men
elektronerne løber fra – mod +, da de er negativt ladet. Selvom man i dag ved, at elektronerne bevæger sig
fra – mod +, tegner man stadig strømretning fra + mod -.
I et kredsløb skal der være en modstand, ellers løber strømmen for hurtigt igennem, og det sker en
kortslutning. Denne modstand kunne fx være en lampe. Når elektronerne bevæger sig igennem som en
lampe eller et andet elektrisk apparat, afgiver elektronerne deres energi til apparatet og dens omgivelser.
Nedenfor ses et billede af det elektriske kredsløb.
Figur 12 - Elektroner i et kredsløb
Ohms lov
George Simon Ohm var manden der første gang beskrev Ohms lov, og han lagde samtidigt navn til loven.
Han nedskrev 2 punkter: modstand er uafhængig af spænding, og sammenhængen mellem spænding og
strømstyrke er lineær. Altså er Spænding = Strømstyrke × Modstand eller U = R × I. Denne ligning kalder vi
for Ohms lov. Derved kan man beregne en variabel så længe man har de 2 andre. Strømstyrke og modstand
kan regnes på følgende måde:
I = U / R (Strømstyrke)
R = I / U (Modstand)
Elektrisk modstand
En elektrisk modstand er et fysisk komponent, som er designet til at have en resistans. Denne resistans
(ohm) er uafhængig af strømmen der går igennem den og temperaturen. En modstand virker ved at lave
elektrisk energi om til varme eller lys. De mest almindelige modstande er de lineære modstande. Disse
modstande har en helt bestemt værdi, som ikke kan ændres. Altså en modstand på 1 Ω ville altid have en
modstand på 1 Ω uanset spændingen og strømmen.
Den anden slags modstande de er ulineære modstande. Disse
modstande er afhængige af deres omgivelser, som fx lys,
temperatur eller spænding.
Løsningsforslag
Vores problem er et meget bredt problem så derfor findes der mange løsnings metoder. Dog har de fleste
løsninger det til fælles at det er forbrugernes indstilling til strømforbrug der skal ændres. Man skal ud til
forbrugerne og gøre dem opmærksom på at der er et problem og så give dem nogle produkter der kan
hjælpe dem til at hjælpe verden med at sænke udslippet af drivhusgasser.
Vi har fundet frem til disse 3 mulige løsninger.
Vi har valgt løsning 2. Vi arbejder dog kun med den praktiske del som er en kombineret lys- og
bevægelsessensor.
Vi vil gøre dette ved at lave et system med en lys- og bevægelsessensor. På den måde vil strømforbruget
blive sænket, ved hjælp af et system som selv slukker (og tænder). Da der allerede er lavet lys- og
bevægelsessensorer vil det være muligt for os at lave et sådan system. Det vi skal udvikle ved det, er at vi
skal sørge for at de er forbundet på en sådan måde at de begge skal være aktive for at der kommer noget
ud af det.
Kravspecifikationer
• Når man går ind i et mørkt rum skal lyset tænde med det samme.
• Når man går ud af et rum hvor lyset har været tændt skal der gå X-tid (eks. 30 sekunder) før lyset
slukker.
• Kommer man ind i rummet man lige har forladt og lyset ikke er slukket, skal lysets tæller ikke tælle
videre og slukke lyset. Lysets tæller skal gå på nul og først begynde at tælle forfra når man går ud af
rummet igen.
• Der skal indgå både bevægelsessensor og lyssensor.
• Hvis der er lyst i rummet skal lyset heller ikke tænde selvom der kommer en ind i rummet.
Løsning 1:
For at sænke strømforbruget i
hjemmet kan man føre
kampagner og få folk til at ændre
deres indstilling. Som et led i
denne proces kan man begynde
kun at sælge elsparepærer og
hvidevarer som kun bruger lidt
strøm.
Løsning 2:
Man kunne som i løsning 1 lave
en kampagne for at ændre folks
indstilling. Men foruden dette
lave en kombineret lys- og
bevægelsessensor.
Løsning 3:
Igen er det en ændring i folks
bevidsthed der skal ændres.
Men udover dette kunne man
lave en sensor som sad på
fjernsynet og slukkede for det
når ingen sad der. Og også lave
en skinne som blev styret af
computeren så det der er sat til
der slukkes når computeren
slukkes.
Blokdiagram
Kredsløbsdiagram
Figur 14 - Kredsløbsdiagram
ICM755
(Output)
LM324N
(Output)
HCF4520BE
(Input/output)
HEF4082B
(Styring)
HEF4082BP
(Input /output)
LM324N
(Output)
HEF4027BP
(Input/output)
Beskrivelse af komponenterne
Lyssensor
Figur 15 - Lyssensor
En comparator er en operationsforstærker. Den har (oftest) to analoge indgange (input), og en digital
udgang (output). Comparatoren sammenligner de to indgangsspændinger. Hvis spændingen, der bliver sat
til +, er mindre end den spænding, der bliver sat til -, vil der ikke blive sendt en spænding videre ud gennem
output. Hvis spændingen, der bliver sat til -, er mindre end den spænding, der bliver sat til +, vil der blive
sendt en spænding videre ud gennem output.
Lyssensoren virker på den måde at dens modstand er højere, hvis der er ikke er noget lys, eller der
ikke er så meget lys, og lavere hvis der er meget lys. Så når det bliver mørkt, vil spændingen til ben 2 på
comparatoren sænkes, og derved bliver signalet mindre end det til ben 3 (dette signal er konstant, da
modstandende her ikke ændrer deres modstand). På den måde vil der kun blive sendt en spænding videre
hvis der er mørkt nok.
AND-gate
Figur 16 - AND gate
En AND-gate virker på den måde, at den skal have 4 høje signaler, for at kunne sende et højt ud igen. På
den måde kommer der kun et højtsignal ud, hvis både lyssensoren og og bevægelsessensoren sender højt
ind. De 2 sidste ben kommer der konstant højt signal ind.
ICM7555
Figur 17 - ICM7555
Dette komponent skifter hele tiden fra af være høj, til at være lav og tilbage igen. Den gør det med et helt
bestemt tidmellemrum som bestemmes af modstandene og codensatoren.
Dual-BCD Counter og AND-gate
Figur 18 - Dual-BCD Counter og AND-gate
Dual-BCD Counter bruger de binære
tal, 0 og 1. 1 er høj og 0 er lav. Hver
gang den får et signal fra ICM’eren
tæller den. Den følger et bestemt
system, så hver gang når den har talt til fx 5 er ben 3 og 5 høj, og når
den har talt til 15 vil alle fire ben sende højt signal ud. På den måde kan vi bestemme et bestemt tidspunkt,
vi sender et signal videre. Vi har her sat det til at alle 4 ben skal være høj før AND-gate’en kan sende højt
signal videre. Altså skal counteren have talt til 15 før der vil blive sendt et signal videre.
Figur 19 - Binærkode
Flip-flop
Figur 20 - Flip-flop
Flip-flopen husker på hvad den sidst fik besked på. Hvis den får lavt signal fra AND-gatee’n ved sensorerne
og AND-gate’en fra counteren, vil den
sende lavt signal vil videre til vores
diode. Hvis der kommer et højt signal
fra sensorerne og lavt fra counteren,
vil den sende højt signal videre til
dioden. Hvis den får højt signal fra
counteren og lavt fra sensorerne vil
den sende lavt signal videre til dioden.
Målte værdier på produktet
Det som er markeret med gul er det som vi har målt os frem til.
ICM7555
Hz 0,515
Volt 12
per svingning
Ra 22
k ohm
Rb 56
k ohm
uf 22
(condensator)
Lyscensor
R1 10
k Ohm
R2 10
k Ohm
R3 10
k Ohm
Lyscensor (A) 2,6
V
Lyscensor (D) 8,4
V
Figur 21 - Skema for flip-flop
Lyscensor oprerationsforstærker
Output (A) 10,8
V
Output (D) 2,7
mV
Input ben 2 (A) 2,6
V
Input ben 2 (D) 8,4
V
Input ben 3 6
V
Bevægelsescensor
R1 390
ohm 0,39
k ohm
R2 2700
ohm 2,7
k ohm
R3 270 000
ohm 270
k ohm
R4 10 000
ohm 10
k ohm
R5 22 000
ohm 22
k ohm
Bevægelsescensor operationsforstærker
Input ben 2 Bevægelse (A) 160
mV
Input ben 2 Bevægelse (D) 9,15
V
Input ben 3 3,6
V
AND gate lys og bevægelse
Input ben 1 (A) 10,8
V
Input ben 1 (D) 0,5
mV
Input ben 2 12
V
Input ben 3 12
V
Input ben 4 (A) 10,8
V
Input ben 4 (D) 3,4
mV
Output ingen A 1
mV
Output begge A 11,9
V
Dual BCD counter
Input ben 1 (A) 11,8
V
Input ben 1 (D) 0,5
mV
Input ben 2 12
V ved svingninger
Input ben 7 (A) 11,8
V
Input ben 7 (D) 0,7
mV
Output ben
3
(A) 12
V
Output ben 3
(D) 0
V
Output ben 4
(A) 12
V
Output ben 4 0
V
(D)
Output ben 5
(A) 12
V
Output ben 5
(D) 0
V
Output ben 6
(A) 12
V
Output ben 6
(D) 0
V
AND gate fra counter
Output (A) 12
V
Output (D) 1
mV
Input ben 3 (A) 12
V
Input ben 3 (D) 0
V
Input ben 4 (A) 12
V
Input ben 4 (D) 0
V
Input ben 5 (A) 12
V
Input ben 5 (D) 0
V
Input ben 6 (A) 12
V
Input ben 6 (D) 0
V
Flip flop
Input fra AND lys og bevægelse (A) 12
V
Input fra AND lys og bevægelse (D) 0,1
mV
Input fra AND counter (A) 12
V
Input fra AND counter (D) 0,6
mV
Input fra ICM7555 12
V ved svingninger
Output til pære 2,4
V
Når AND gate lys-bevægelse er aktiveret og 30 sek. frem ved lav fra AND gate lys-bevægelse
Når vi kigger på vores målte værdier på alle komponenter ser vi at hver gang vi har et output ligger det på
cirka 12 volt. De 12 volt var hvad vi sendte ind i kredsløbet så derfor var det også det der teoretisk skulle
komme ud igen. Så vi kan se at hver komponent virker som det skal.
Stiller det op til kravene?
Da vi er færdige med hele kredsløbet og alle komponenter er sat sammen sætter vi strøm til kredsløbet på
12 volt og prøver så om det virker. Først aktivere vi kun lyssensoren og ser at der intet sker. Derefter
aktivere vi kun bevægelsessensoren og igen ingen reaktion. Men da vi så aktivere begge sensorer på
samme tid begynder pæren at lyse. Da vi stopper med aktiveringen af begge sensorer starter vi et stopur og
efter 30 sek. Slukker pæren.
Dette prøver vi et pat gange med samme resultat alle gange. Derfor ser vi at kredsløbet virker optimalt
efter hensigten og lever op til alle vores stillede krav.
Overslags pris
Da vi ikke kender prisen på de forskellige komponenter og ledning har vi svært ve at give en pris. Produktet
skal heller ikke laves på et fumlebræt som vi har gjort men på en printplade. Prisen på printplade og de
kemikalier der skal bruges til processen kan vi heller ikke fastsætte en pris for dette. Men ved søgning på
forskellige byggemarkeder kan vi se at en lyscensor celler en bevægelsessensor cirka koster 300-400 kr.
derfor mener vi at det burde være muligt at lave en kombineret sensor til max 500 kr. dette virker lidt dyrt.
Så hvis at man virkelig skal få folk til at sætte dem op skal den være billigere hvis muligt, ellers skal der være
mange penge at spare på det. Hvis staten gav statsstøtte til folk som ville sætte disse sensorer op.
Miljøvurdering
Formål
Formålet ved at lave en miljøvurdering er primært at, vi skal finde ud af hvor meget vores produkt
forurener i dets samlede levetid. Når vi finder ud af dette kan vi stille spørgsmålene: Hvad er den bedste
måde at sænke miljøbelastningen mest mulig? Og hvilke ting skal vi fokusere på for at vi tjener meget på
vores produkt og får en mindre belastning på miljøet? Når vi har fundet ud af, hvor meget den nu belaster
miljøet, kan vi også sammenligne med andre lignende produkter og derefter drage nye konklusioner og
handlinger, hvis det er nødvendigt.
Vores produkt som vi skal lave miljøvurderingen over er et elektrisk kredsløb. Grunden til at vi har valgt
netop dette produkt er primært, fordi at det skal hjælpe vores miljø, ved at hjælpe vores kunder med at
slukke lyset efter brug, i stedet for det skal bruge unødvendig energi. Vores produkt har den service ydelse,
som sagt tidligere at den skal tænde lyset for folk, som kommer ind i et rum og herefter skal det så slukke
efter 30 sekunder, hvis der ikke er noget bevægelse i rummet mere. Produktet giver mange fordele overfor
vores brugere: man skal ikke længere tænke på at finde kontakter og lign, man skal ikke tænke på at slukke
lyset, da den automatisk gør dette, brugernes el regning kommer til at fald drastisk, hvilket giver flere
penge mellem hænderne og forbrugerne kan få lettet en byrde fra deres skuldre, i tanken om at de er med
til at forbedre vores miljø og nedsænke CO
2
udslippet for hele verdenen. Vi kan ikke rigtigt sammenligne
dette produkt med andre produkter, da dette er et helt unikt produkt. Hvis det skulle sammenlignes, skulle
dette være med et produkt af samme slags bare produceret af et andet firma, men da disse produkter for
det mest er næsten komplet identiske, har vi valg ikke at gøre dette.
Meka
Pågrund af at vi har så mange forskellige komponenter osv. i vores kredsløb har vi valgt at afgrænse vores
LCA og MEKA analyse ned til en enkelt ting, som så er ledningerne i vores kredsløb. Grunden til at vi gør
dette er primært, fordi at vi har så mage komponenter, som vi nu har, lav erfaring med at lave MEKA over
så mange komponenter og fordi at det næsten var umuligt at finde oplysninger om de enkelte
komponenter, omkring hhv. materiale fremstilling, produkt fremstilling og bortskaffelse. Vi vil dog
stadigvæk tage udgangspunkt i vores produkt, men kun omkring de forskellige slags ledninger. I LCA’en
antager jeg at al energi i Mj/kg i både materiale fremstillingen og bortskaffelsen, er blevet lavet af
forbrænding af stenkul, som har en effektivitet på 29,5 Mj pr. kg.
Ledning
Materiale
fremstilling
Produkt
fremstilling
transport
brug
bor
tskaffelse
Materialer
Kobber (cu)
0,0065kg 16,5
mPR/kg=0,10725
mPR
Pl
ast, PVC: 0,001 kg
Råolie: 0,40kg/kg
Råolie: 0,01mPR
mPR for vores
produkt i
olie=0,000004mPR
Naturgas: 0,20kg/kg
Naturgas: 0,01Mpr
mPR for vores
produkt i
naturgas=0,000002m
PR
Samlet mPR for
materialer= 0,107256
Der bruges
de
materialer,
som der
ligger under
materiale
fremstilling
_
_
Det hele
genbruges. Se
nedunder hvor
meget energi
der bruges på
hhv.
omsmeltning
og separation
energi
Kobber, Cu1=90 Mj/kg
Svarer til 0,585 Mj i
vores produkt.
Plast, PVC,
polyvinylchlorid
1 65
mj/kg ved fremstilling
og 20 Mj/kg ved
afbrænding
Svarer til 0,65 Mj i
vores produkt.
Samlet kg stenkul=
0,042 kg
El til diverse
maskiner,
medfører
forbrænding
af stenkul:
0,016kg
OBS: Det er
meget svært
at bedømme,
fordi at vi ikke
har
koncentreret
os om, hvor
henne
produktet
skal
produceres,
hvor vi vil
købe vores
materialer og
hvorhenne
vores købere
befinder sig
henne.
OBS: Når der
ledes strøm
gennem en
ledning, vil der
altid være et
tab af energi i
form af varme,
da ledningen
bliver varm. At
måle på dette
er yderst svært
og ville kræve
et projekt i sig
selv, derfor har
vi ikke dette
med
Kobber,
omsmeltning=50
Mj/kg
Svarer til 0,325
Mj i vores
produkt.
Plast, separation
og granulering= 6
Mj/kg
Svarer til 0,06
Mj i vores
produkt.
Samlet kg
stenkul= 0,013
kg
Kemikalier
_
_
_
_
_
andet
_
_
_
Der bliver
selvfølgelig
sendt en masse
strøm igennem
_
le
d
ningen, men
den bruger ikke
strøm for at
kunne virke
Denne mPr som det kræver at lave den mængde ledninger, som vi skal bruge til vores produkt, kan vi stort
set næsten fjerne ved at bruge printplader i stedet for. Med printplader bliver der stortset ikke brugt noget
metal, hvilket giver det betydeligt lavere mængde mPr.
Energi politik de næste 10 år
Vi synes det er vigtigt vi i Danmark bliver ved på den måde, som vi gør det nu. Vi har CO2-kvoter, som
holder virksomhedernes CO2-udslip nede, og samtidigt en ”gulerod” til de producenter der skønner miljøet.
Vi bruger mange penge på at finde alternative energikilder i stedet for at fyre med kul. Vi forsøger med
CO2-neutrale brandstoffer som fx halm, majsstængler, træpiller og træflis fra landbrug og skovbrug, og
forsker rigtig meget i hvordan vi kan optimere det vi får ud af den energi vi danner. Vi skal i Danmark blive
ved med at forske i de næste 10 år, og de resultater vi kommer frem til, her i landet kan også bruges i andre
lande, hvor det vil komme til at gøre en endnu større forskel. Vi synes Danmark skal følge den energi politik
de har planlagt at følge.
Vores mening om klima- og energipolitik
Vi mener der er en god indstilling til hvad der skal gøres. Især i Danmark, hvor vi har hævet procentdelen af
CO2-udslippet vi skal have sænket i forhold til det aftalte. Samtidigt med vi vil forsøge, at få skoven tilbage
til Danmark. Vi forsøger i dag at få skoven til at dække meget mere af Danmark, og på den måde få et lidt
bedre miljø. Vi forsøger at finde alternative energi kilder og er førende inden for vindmøller, samtidigt med
vi forsøger at sænke forureningen både på erhvervet og i det private. Der bliver gjort nemmere at købe
miljø rigtige ting som fx biler, der kører længere på literen. Vi synes Danmark er rigtig godt på vej. Desværre
vil Danmark ikke komme til at betyde så meget i længden, da Danmark udgør en meget lille procentdel af
jorden. Enten sker der ifølge os, ikke nok rundt omkring i de lande det virkelig betyder noget i som fx Kina
og USA, eller også hører vi ikke om det. Hvis det første er tilfældet skal synes vi at landene skulle se at
komme i gang med at gøre noget for miljøet ligesom Danmark har forsøgt at gøre noget. Nu er der heldigvis
kommet en ny præsident i USA, som mere aktivt vil gå ind og gøre noget for miljøet. Det er dog stadig
besværligt for Barrack Obama i øjeblikket, at gøre det helt store, da den amerikanske økonomi ikke har det
så godt. Han kan ikke gå ud og bruge en masse penge på miljøet, men vi mener alligevel at han kommer til
at gøre mere for miljøet end præsident Bush gjorde. Vi synes heller ikke det er godt at USA ikke er med i
Kyoto-aftalen, men det kan være at de kommer til at være med i aftalen der kommer til at erstatte Kyoto-
aftalen, som bliver debatteret i København 2009 på klima topmødet. Alt i alt synes vi indstilling til at gøre
noget for miljøet er rigtig god, vi synes bare ikke vi hører et særlig stort udspil fra de lande der virkelig kan
gøre en forskel.
Evaluering
Patrick
Jeg synes arbejdsforløbet har været rigtig godt, og jeg synes også vi kom frem til et godt produkt. Vi har alle
arbejdet godt, især da vi skulle lave produktet. Vi har alle deltaget godt, samarbejdet har fungeret rigtig
godt, hvor vi har kunnet arbejde målrettet uden det blev alt for ”kedeligt” imellem os. Jeg synes ikke der
har været nogle problemer i vores arbejde, og jeg er synes det er gået godt
Mads
Jeg synes forløbet har været godt. Både hele projekt oplægget og emnet ”bæredygtig energi” har været et
spændende emne og har været lige til at gå til. Vi har dog haft en lille smule problemer undervejs. Vi fik
først valgt et produkt, som ikke var muligt at producer, hvilket gjorde at vi måtte vælge et nyt. Og under
produktionen af vores nye produkt, synes jeg ikke vores ellære havde nogen form for hukommelse, da vi
måtte forklare det samme op til flere gange. Men trods disse små problemer, har vores samarbejde været
tip top og vi har endt ud med en god rapport og et smart og velfungerende produkt.
Daniel
Jeg synes det har været et rigtig godt forløb som jeg har fået rigtig meget ud af. Dog synes jeg det var
dårligt at vi skulle lave produktet som det første og ikke alt forarbejdet først.
Kildeliste
Kilde: http://www2.mst.dk/udgiv/Publikationer/2001/9-4/pdf/0-8.PDF Kun side 175
- 185.
http://da.cop15.dk/news/view+news?newsid=876
http://www2.mst.dk/common/Udgivramme/Frame.asp?http://www2.mst.dk/Udgiv/publikationer/2003/8
8/html/kap04.htm
http://www.ringsted.dk/Borger/Miljoe/Agenda21/AftaleniRio.aspx
http://www.um.dk/da/menu/Udenrigspolitik/GlobaleEmner/MiljoeOgUdvikling/JohannesburgTopmoedet/
http://da.wikipedia.org/wiki/Kyoto-aftalen
http://www.imv.dk/Default.aspx?ID=12
http://www.elsiden.dk/2009/02/elektronik-modstande/
http://da.wikipedia.org/wiki/Elektrisk_modstand_(elektronisk_komponent)
http://da.wikipedia.org/wiki/Komparator
http://www.elsiden.dk/2009/02/elektronik-ohms-lov/