Experimente

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|keywords=Projektarbeit Energie, projektarbeitenergie.tk, Experiment, Haushalte, Stromverbrauch, Verkleinerung, kurzfristige Energiesparmethoden
|description=Informationen zu den Experimenten von Projektarbeit Energie
|published_time=2022-05-27

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Es wurden zwei Experimente durchgeführt, welche die Effektivität von kurzfristigem Energiesparen herausfinden sollen. Zudem sollten diese Experimente Demoexperimente sein, um zu prüfen, wie viel Strom man in der gesamten Schweiz reduzieren könnte. Zur Prüfung unserer Thesen und um Erkenntnisse zu sammeln, standen uns zwei Haushalte bzw. zwei Familien zur Verfügung.

mathematische Statistik

Um die Daten auch richtig zu interpretieren, muss man sich mit Mathematik beschäftigen, genauer gesagt mit einem Teilbereich der Mathematik: der Statistik. Dabei erklären wir wichtige Begriffe, welche wir für die Interpretation und Auswertung der Daten unabdingbar finden. Alle Variablen haben für die Formeln die gleiche Bedeutung.

arithmetisches Mittel

Das arithmetische Mittel ist im Volksmund auch als «Durchschnitt» bekannt. Man addiert dabei alle Werte zusammen und rechnet dann durch Anzahl der Werte. Das arithmetische Mittel ist mathematisch mit dieser Formel schreibbar:

x ̅ ist die Darstellung für das arithmetische Mittel, n steht für die Anzahl Werte und x_i für einen Wert, der Datenreihe. Der Vorteil des arithmetischen Mittel ist, dass die Abstände der Quadrate der Werte zum arithmetischen Mittel minimal sind. Die Funktion hat ihren minimalen Wert:

Median

Der Median wird als Zentralwert bezeichnet und ist ähnlich wie das arithmetische Mittel. Um den Median herauszufinden, muss man zuerst alle Werte der Grösse nach sortieren. Danach wird der zentrale Wert gesucht. Wenn n ungerade ist gibt es einen mittleren Wert. Wenn n aber gerade ist, werden die zwei mittleren Werte genommen und daraus das arithmetische Mittel berechnet.

Der Vorteil des Medians ist, dass die Summe der Abstände zum Median von den Werten am kleinsten ist. Das heisst, dass sich der Median beim Minimalwert der Funktion befindet.

Standardabweichung und empirische Varianz

Ein weiteres wichtiges Werkzeug ist die Standardabweichung bzw. die empirische Varianz. Um die Streuung der Daten zu haben braucht man irgendeine Masszahl. Genau geht es um die Abweichung der einzelnen Werte vom arithmetischen Mittel:

s^2 ist die empirische Varianz, wenn man die Standartabweichung berechnen will (s) muss man nur die positive Quadratwurzel ziehen.  

Haushalt der Familie Hueber

Der erste untersuchte Haushalt war derjenige der Familie Hueber.

Informationen zum Haus(halt)

Der Haushalt besteht aus 4 Personen. Das Haus umfasst ein grosses Haus mit Garten.

Die Wahl den Haushalt der Familie Wyss für das Hauptexperiment zu verwenden, entstand als Alternative: Ursprünglich wollten wir den Haushalt der Familie Hueber nehmen. Wegen mehrerer Probleme wurde es dann aber bei der Familie Wyss gemacht. Der Hauptgrund nicht den Haushalt der Familie Hueber zu verwenden, rührte daher, dass es sich um ein altes Haus handelt mit einer alten Sicherungsinstallationen, welche vermutlich Asbest und offenliegende Leitungen beinhalten. Wir wollten keine Menschen dem Risiko eines Unfalles aussetzen oder etwas unnötig schädigen oder zerstören. Der Haushalt der Familie Wyss wird vermutlich nicht so gute Ergebnisse liefern. Das könnte hauptsächlich daherkommen, dass es sich um ein Zwei-Personen-Haushalt handelt und bereits viel auf Energieeffizienz geachtet wird. So wird z.B. seit jeher der sparende Geschirrwaschmaschinengang verwendet, Lichter werden nicht unnötig brennen gelassen oder es wird mit Restwärme gekocht. Hier bei der Messung der Familie Hueber wurde einfach schlicht vom regulären Stromzähler jeden Tag abgelesen. Jedoch waren wir trotzdem froh, das Experiment auch unter diesen Umständen durchführen zu können, auch wenn es sich bei der Familie Hueber um eine ungenauere Form des Experiments handelt.  

Ergebnisse

Da keine Messgeräte installiert werden konnten, wurde manuell jeden Abend um 21:00 der Stromzähler abgelesen und die Daten akribisch dokumentiert. Die Messungen begannen am Sonntag, dem 27. März. Um einen normalen Verbrauch zu protokolieren, wurde eine Woche der normale Stromverbrauch dokumentiert, anschliessend an diese Woche wurden alle Familienmitglieder für das Experiment geschult und mit den Massnahmen vertraut gemacht. Auf die Messung des normalen Stromverbraucht folgte eine Woche mit möglichst reduziertem Stromverbrauch. Der Fokus lag dabei vor allem beim Kochen und Backen und dem sparenden Umgang mit warmem Wasser und dem unnötigen Stromverbrauch von Elektrogeräten, welche nicht gebraucht werden, aber trotzdem Strom brauchen.

Normale Woche

Tag	Montag	Dienstag	Mittwoch	Donnerstag	Freitag	Samstag	Sonntag
kWh	6	3	14	16	15	44	20

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