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電球の違いでどれくらい値段が違うの?(高校生が考えたモデル化とシミュレーション01)

モデル化とシミュレーション

こんにちは。これから時々高校生が考えた題材を取り上げていきたいと思います。授業では発表スライドを作って発表をしています。しかし、そのまま載せられないものもあるため、アイデアをもとに紹介していきます。今回は電球の違いによる電気代の違いをシミュレーションをしていきます。細かい点は生徒が授業で発表したものと異なる点があります。

モデル化のために調べてみる

はじめに電気代を揃えます。電力自由化の時代ですが、あえて東京電力の従量電灯Bのプランにします。また、他の電気製品である程度電気を使っているという想定で、第3段階料金として、1kWhあたり30円02銭として計算していきます。

次に電球についての数値を整理していきます。

白熱電球はオーム電機 シリカ電球 LW100V95W60/1Pを使うことにします。

この電球は、2019年6月6日現在オーム電機ダイレクトで購入すると税込み159円でした。また、定格消費電力は95W、定格寿命は1000時間となっているようです。

同じメーカーで比較した方がよさそうなので、電球型蛍光灯はオーム電機  E26 100形相当 電球色 エコデンキュウ EFA25EL/18を使うことにします。

この電球は、2019年6月6日現在オーム電機ダイレクトで購入すると税込み897円でした。また、定格消費電力は18W、定格寿命は12000時間となっているようです。

LED電球も同じメーカーで、オーム電機のLEDdeQ_LDA12L-Gを使うことにします。ちなみにオーム電機製の電球を選んだ理由は、3種類の電球の価格・定格消費電力・定格寿命が調べられたからです。

この電球は、2019年6月6日現在オーム電機ダイレクトで購入すると税込み1706円でした。また、定格消費電力は12W、定格寿命は40000時間となっているようです。

毎日5時間ずつ点灯して、定格寿命を迎えたら電球を交換することにし、定格寿命までは電球が切れないものとします。

表にして整理すると次になります。

  白熱電球 電球型蛍光灯 LED電球
価格(税込み) 159円 897円 1706円
定格消費電力 95W 18W 12W
定格寿命 1000時間 12000時間 40000時間

シミュレーションしてみる

手っ取り早く表計算ソフトウェアを使ってシミュレーションします。

A列は、フィルによる連続データを作っています。B列は、A列*5で点灯時間を求めています。C列は、F列+I列により白熱電球の代金を求めています。D列・E列も同様です。F列・G列・H列は、定格寿命で割り切れたら電球代が生じるようにしています。I列・J列・K列は、点灯時間*30.02(1kWhあたりの電気代)により求めています。ここでは、数値を数式に埋め込んでしまいましたが、パラメータとして変更できるように別表にしておけばよかったと反省しています。(単なる手抜きです・・・すみません)

差がわかりやすいようにグラフにしてみます。

125日目には白熱電球が他の電球よりも高額になります。電球型蛍光灯とLED電球の差は少ないのですが、899日目でLED電球の方が安くなります。5年(1825日)では、電球型蛍光灯もLED電球も定格寿命を迎えていないため、電球交換は生じません。

LED電球は電球の値段が若干値段が高いのですが、約2年半でトータルとして安くなります。生徒のまとめでは、学生・家族などライフスタイルごとの居住する期間に着目して、お勧めの電球を提案するようなまとめをしていました。

今回はこれでおしまいにします。それではまた。

この記事を書いた人
春日井 優

高校で情報科という教科を担当しています。以前は数学科も担当していました。(今でも数学科の教員免許状は有効です。)プログラムを覚えたのは、「ゲームセンターあらし」という漫画のキャラクターがBASICを解説する「こんにちはマイコン」を読んだことがきっかけでした。

Posted by kasugai