¿Encender y apagar una bombilla repetidamente consume más energía que dejarla encendida durante horas?

Digamos que tengo una bombilla de 60W en una lámpara en mi dormitorio. Si mantuve la lámpara encendida durante 2 horas seguidas pero al día siguiente, la encendí y apagué 10 veces en intervalos de 5 minutos. ¿Qué escenario usaría más energía?

Si lo que busca es ahorrar energía, considere usar la tecnología LED.
¿Qué tipo de bombilla?
Me pregunto si la respuesta es la misma en todas las variedades de luces. He visto pruebas de incandescentes, fluorescentes y LED. Pero, ¿qué pasa con el sodio a alta presión, el haluro metálico, el vapor de mercurio, etc.?
@marcel o realmente "cualquier cosa menos incandescente". Los equivalentes de bombillas LED de 60w bastante decentes se han reducido a alrededor de $ 15 en Amazon en el momento de este comentario, y no extraen más de 9w, a menudo menos.
@JeffAtwood Solo puedo apoyar eso. Tengo unas bombillas LED, (de la marca philips) y son excelentes. Solo presta atención al color de la luz, no todos tienen una luz blanca agradable, algunos de los más baratos pueden tener un color algo verde.
Estaba pensando en bombillas incandescentes comunes y corrientes.
@Marcel es porque la luz se define para que coincida aproximadamente con la ponderación de color del ojo humano, que es más sensible al verde. Un tinte verde es una forma de aumentar los lúmenes/vatio, a costa de un índice de reproducción cromática más bajo . Lo mismo se aplica a las bombillas fluorescentes, que enfrentan las mismas compensaciones de diseño en la selección de fósforo. Un lumen/vatio alto es más comercial que un CRI alto.
Siempre pensé que el mito era que la bombilla duraba más si se dejaba encendida, no que ahorrarías energía. El ciclo de la energía hace que el filamento se caliente y se enfríe y eso hace que se desgaste más rápido. Asumí que era el mismo pensamiento detrás de la iluminación fluorescente que se dejaba encendida todo el tiempo. Las cosas se desgastan más rápido si su estado se cambia a menudo.

Respuestas (6)

Dejarlo encendido usaría más energía, absolutamente. A veces, las personas tratan de convencerse a sí mismas de que encender y apagar una luz consume más energía porque hay una corriente de entrada alta, o algo por el estilo.

En primer lugar, las luces incandescentes apenas tienen corriente de entrada, porque no tienen condensadores para cargar y no necesitan generar un arco en la bombilla. La corriente es inicialmente mayor porque la resistencia del filamento es menor, pero:

  1. esto es por una fraccion de segundo
  2. subir la temperatura no requiere más energía de la que se necesitaría para dejarlo encendido para mantener esa temperatura
  3. aunque la corriente puede ser mayor, no es mucho mayor. ¿Todas las demás luces de su casa se atenúan temporalmente cuando enciende una?

En segundo lugar, si toma una bombilla fluorescente, que puede tener condensadores y, por lo tanto, puede requerir cierta corriente de entrada, no compensa el costo de dejar la luz encendida. Considere nuevamente qué tan corto es el período de encendido en relación con el período de reposo. Incluso si considera el desgaste de la bombilla, el motor de arranque y la lámpara, casi siempre es más económico apagar la bombilla. Leí un informe de alguien que se molestó en hacer todos los cálculos y llegó a la conclusión de que si tiene la intención de dejar la luz apagada durante más de 60 segundos, es más económico hacerlo.

Una consideración es que algunas bombillas fluorescentes no alcanzan su máximo brillo hasta que han estado encendidas durante un minuto o más. Es posible que se enciendan con solo una cuarta parte del brillo total y aumenten lentamente. Esta puede ser una buena característica para ayudar a tus ojos a adaptarse de una habitación oscura a una clara, o molesta si te mueves de una habitación iluminada a otra. Es posible que desee compensar un costo de energía algo más alto si esto es un problema.
+1 por buena respuesta. ¿Tienes un enlace al informe? Suena muy plausible, pero sería interesante leerlo (y siempre es bueno tener la referencia).
@Leo: solo mirar las propiedades eléctricas de una bombilla incandescente (curva de temperatura de resistencia y constante de tiempo, etc.) debería permitirle modelarlo matemáticamente y convencerse de la respuesta.
@JohnU: Ahora me doy cuenta de que mi comentario fue un poco confuso. Lo que quise decir es si tenía un enlace al informe que tuviera en cuenta el desgaste de las bombillas fluorescentes al encenderlas y apagarlas. Eso requeriría un LCA completo en bombillas fluorescentes incluso antes de comenzar a calcular la corriente de entrada, que es lo que lo hace un poco más interesante.
@Leo, desafortunadamente no pude encontrar el artículo específico. Sin embargo, la mayoría de la primera página de resultados de Google para "dejar una luz encendida ahorra energía" dice que apagar la luz es más barato, incluso teniendo en cuenta el costo de la bombilla. Encuentro varios números, algunos tan altos como 6 minutos, para el tiempo mínimo de ausencia para que el apagado sea económico. Supongo que depende mucho de la bombilla.
60 segundos suena demasiado para una bombilla incandescente. Considere que se encienden casi instantáneamente en términos humanos. Digamos 100 ms para ser generoso. Incluso si la corriente fría es 10 veces mayor que la corriente caliente, eso solo representa 1 segundo de tiempo de funcionamiento.
En el caso de las bombillas incandescentes, cualquier cosa que aumente la potencia consumida por la bombilla debe aumentar la cantidad total de calor disipado al medio ambiente (a través de la radiación visible, la radiación infrarroja, la conducción, la convección, etc.). En el caso de las bombillas de construcción normal, apagar la bombilla durante cualquier intervalo, hasta donde puedo decir, reducirá incondicionalmente la cantidad de calor disipado y, en consecuencia, debe reducir la cantidad de energía consumida.
@OlinLathrop: interpreté el caso de los 60 segundos como cuando incluyes el desgaste por ciclo de energía con datos de un análisis del ciclo de vida, en cuyo caso el número podría ser razonable. (También interpreté el número como para bombillas fluorescentes, lo que también lo hace más creíble). Sin embargo, tengo que estar de acuerdo en que solo contar el uso básico de electricidad hace que el número parezca absurdo.

Bien, configuremos una simulación simple:

De acuerdo con la página Wiki sobre bombillas incandescentes , para una bombilla de 100 W, 120 V, la resistencia al frío es ~ 9.5 Ω y la resistencia al calor ~ 144 Ω. La bombilla tarda alrededor de 100 ms en alcanzar la resistencia caliente al encenderse.
Armados con esta información, podemos simular y demostrar que el aumento inicial sería absolutamente insignificante si encendiéramos la bombilla cada 5 minutos. Realmente no necesitamos ejecutar la simulación durante 2 horas para probar esto, pero lo haremos. Incluso he extendido el tiempo de "calentamiento" a 300ms.
Aquí está nuestro circuito SPICE, la bombilla está representada por un interruptor que cambia gradualmente la resistencia de 9,5 Ω a 144 Ω sobre el aumento de la señal de control (300 ms) El interruptor de la luz está representado por otro interruptor, que simplemente cambia de 1 mΩ a 10 MΩ

Circuito de prueba de bombilla

Aquí está la simulación, con la potencia promedio que se muestra en el cuadro de diálogo:

Simulación de prueba de bulbo

Aquí hay un primer plano de la conmutación, con la resistencia de la bombilla que se muestra (no se preocupe si la resistencia es negativa, eso es simplemente porque SPICE lo calculó de esa manera usando el flujo de corriente; sigue siendo una resistencia positiva real):

Primer plano de prueba de bulbo

Y ahora, aquí hay una simulación con la bombilla encendida todo el tiempo, mostrando la potencia promedio:

Prueba de bombilla activada

Puede ver que la potencia promedio es de 95,659 W, que es solo un poco menos que si duplicáramos el valor de prueba inicial de 5 minutos encendido, 5 minutos apagado de 48,2 W (48,2" * 2 = 96,4 W), por lo que la diferencia que hizo el cambio es diminuto.

¿Qué tan rápido necesitarías cambiar para que sea peor?

Probablemente no sea posible empeorar las cosas, como señala correctamente Supercat, ya que el filamento no se enfriará lo suficiente entre cambios. Así que tome el gráfico a continuación como el peor de los casos (por ejemplo, la bombilla está llena de gas congelado entre el cambio o algo así :-) Sin embargo, tenga en cuenta que esto sería agregar otra fuente de energía al sistema, por lo que obviamente estaría haciendo trampa) ¿Qué tan rápido? se enfría y el efecto sería interesante de ver, y si el tiempo lo permite, agregaré algo más sobre esto.

Entonces, suponiendo lo anterior, bastante rápido, aproximadamente una vez cada 2 segundos de acuerdo con la simulación exagerada anterior (en realidad, probablemente una vez por segundo) Aquí hay dos minutos para cambiar una vez cada dos segundos, y la potencia promedio es un poco más de 100W ( ~104W):

Interruptor rápido de prueba de bombilla

+1 para gráficos. Los cazadores de mitos demostraron lo mismo, pero demostraron que los fluorescentes consumen significativamente al inicio.
Sí, creo recordar haber visto ese programa hace años. Podría echar un vistazo a la bombilla fluorescente un poco más tarde y agregarla, ya que estoy seguro de que consumirá mucha más energía en el arranque, por lo que sería interesante compararla.
No creo que ningún ciclo de trabajo pueda aumentar el consumo de energía en una bombilla incandescente de construcción convencional; tal vez puedas leer mi respuesta y decirme si hay alguna falla en mi razonamiento.
@supercat: probablemente no, debido a que el filamento no se enfría lo suficiente entre los cambios, de lo que me di cuenta hace un rato. Así que creo que tiene toda la razón, y agregaré una nota sobre esto, y probablemente cambie esa simulación más adelante cuando tenga un poco más de tiempo para mirar también la bombilla fluorescente. El punto principal (como saben) era mostrar cuán pequeño es el efecto del cambio en general.
@supercat: tenga en cuenta que aquí solo tenemos en cuenta la bombilla, y no el resto del sistema. También podría ser interesante observar la impedancia del cableado y otros factores del sistema no ideales (aunque ahora no tengo tiempo para hacerle justicia)

Según un resumen del episodio de Mythbusters en Wikipedia :

"Los MythBusters calcularon que la subida de tensión al encender una luz solo consumiría tanta energía como dejarla encendida durante una fracción de segundo (a excepción de las luces de tubo fluorescente; el arranque consumió alrededor de 23 segundos de energía)".

De hecho, es posible que el encendido/apagado consuma más energía si el fluorescente se encendiera y apagara constantemente.

Necesitas más energía para encenderlo, pero debes restar la energía que ahorras al apagarlo.
@AlKepp: todo esto depende del "ciclo de trabajo"

El ajuste constantemente encendido consumiría más energía alimentando la bombilla.

Un posible contraargumento sería que el ciclo de encendido/apagado acortaría la vida útil de la bombilla y, por lo tanto, el costo energético de fabricarla, transportarla y desecharla se amortizaría en menos horas de servicio. Pero sin desenterrar los números reales, mi intuición es que es poco probable que exceda la energía operativa. Una forma plausible de acotar una estimación es comparar el costo de la bombilla con el costo de alimentarla.

El costo de la bombilla es una excelente manera de ponerle un número a los costos de transporte y fabricación. Después de todo, la gente no los vende para perder dinero. Solo tendría que preocuparse por las externalidades como la carga ambiental de la fabricación que no se le cobra al fabricante. Pero esto es una distracción de todos modos, la pregunta se refiere específicamente al uso de energía, no al costo.
La idea sería que el costo limite la estimación del costo de fabricación/transporte y, por lo tanto, la energía consumida para lograrlo. Pero algunas externalidades podrían internalizarse como uso de energía, por ejemplo, el procesamiento de un flujo de desechos probablemente consumiría energía (dado que los desechos involucrados aquí pueden no tener potencial como combustible para impulsar el proceso)
+1 para otra forma práctica de ver el problema. Creo que, aunque es una pregunta muy simple, podría escribir un artículo bastante largo (y matemático) sobre los diversos factores insinuados en estas respuestas. Solo la impedancia del cableado, el rebote del interruptor, las características térmicas de la bombilla serían divertidos para empezar...
Según el episodio de Mythbusters mencionado en otra respuesta 'Además, el desgaste de encender y apagar la luz repetidamente no redujo la esperanza de vida total de la bombilla lo suficiente como para compensar el aumento del uso de electricidad. Por lo tanto, es mucho más económico apagar una luz que dejarla encendida”.

Toda la energía que ingresa en una bombilla incandescente se convertirá en calor, que luego debe disiparse de alguna manera. Parte de ese calor se irradiará en forma de luz, pero la energía debe comenzar como calor. Por lo tanto, la única forma en que una bombilla incandescente puede usar más energía es disipar más calor. Una bombilla fría consume más energía eléctrica que una caliente, pero también disipa menos calor. Si una bombilla que se enciende a una temperatura estable se apaga en el tiempo T1, se enfría un poco, se vuelve a encender y ha vuelto a su temperatura anterior en el tiempo T2, la energía total consumida entre los tiempos T1 y T2 debe ser el total cantidad de calor disipada, y será menor que la cantidad de calor que se habría disipado si la bombilla hubiera estado encendida continuamente.

El único escenario en el que una bombilla incandescente podría usar más energía cuando se cicla que cuando se opera continuamente sería si la bombilla tuviera diferentes secciones de filamento que estuvieran conectadas en serie y operadas a diferentes temperaturas (algunas bombillas de proyector están construidas así). En ese escenario, el ciclo de la bombilla haría que la porción de alta temperatura irradiara menos, pero bajo algunas condiciones de ciclo de trabajo haría que la porción de baja temperatura irradiara más. Sería posible construir el bulbo de tal manera que el aumento de la disipación de la parte de baja temperatura excediera la reducción de la disipación de la parte de alta temperatura, aumentando así el uso total de energía; Sin embargo, no estoy seguro de si tales condiciones se aplicarían alguna vez a cualquier diseño de bombilla "práctica".

Este razonamiento asume dónde mide el consumo de energía a los efectos de la pregunta original: si lo mide eléctricamente cerca del portalámparas, es correcto. Pero ignora la posibilidad de pérdidas en otros lugares debido al uso y el patrón de uso, que no se mostrarían como calor residual en la bombilla en sí, sino en la planta de energía, la red de distribución, etc. Sin embargo, la conclusión probablemente no ha cambiado.
@ChrisStratton: si la infraestructura se modela como resistiva, es similar a la situación con filamentos de alta y baja temperatura; si la infraestructura es más "complicada", todo es posible. De hecho, si un edificio alimentado por cables largos tiene una carga muy inductiva, encender una bombilla que estuviera en serie con un casquillo grande podría, al menos en teoría, reducir las pérdidas de la línea en una cantidad mucho mayor que la potencia consumida por la bombilla.
"Por lo tanto, la única forma en que una bombilla incandescente puede usar más energía es que disipe más calor. Una bombilla fría consume más energía eléctrica que una caliente, pero también disipa menos calor". ¿No se contradicen completamente esas oraciones....? La única forma de consumir más energía es más calor, pero ¿la que consume más energía emite menos calor...?
@Affe: en realidad, no lo hacen, pero no es una situación que pueda durar. Una bombilla caliente disipa más calor, porque la tasa de disipación es una función de la temperatura. Sin embargo, si la bombilla fría no se disipa tanto, rápidamente se convertirá en una bombilla caliente.

Dejar una luz encendida consume más energía. Apagar una luz ahorra energía.

Simplemente suponga que la luz consume cero energía cuando está apagada (POWER_OFF = 0) y 100 W o lo que sea cuando está encendida (POWER_ON = 100).

La potencia total en vatios hora es igual a: POWER_ON * TIME_ON + POWER_OFF * TIME_OFF.

Tenga en cuenta que dado que POWER_OFF=0, la potencia total está determinada únicamente por el término TIME_ON.

--l8rs

¿Encender y apagar una bombilla repetidamente consume más energía que dejarla encendida durante horas?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 2v