Kilowattstunde | <<< | >>> | Feedback |
Acronym: kWh
Definition: die Energiemenge, die bei einer Leistung von 1 kW innerhalb von einer Stunde umgesetzt wird
Abbildung 1: Ein Stromzähler älterer Art. Oben findet man die Anzeige der Kilowattstunden, die seit Inbetriebnahme des Zählers bezogen wurden. Weiter unten sieht man ein Rad, welches sich um so schneller dreht, je höher die momentan bezogene elektrische Leistung ist.
Eine Kilowattstunde (kWh) ist die Energiemenge, die bei einer Leistung von einem Kilowatt (1 kW) innerhalb von einer Stunde umgesetzt wird. Es handelt sich also um ein Kilowatt multipliziert mit einer Stunde, nicht etwa ein “Kilowatt pro Stunde”. 1 kWh entspricht 3 600 000 Joule = 3,6 MJ.
Entsprechend gibt es Megawattstunden (1 MWh = 1000 kWh), Gigawattstunden (1 GWh = 1000 MWh = 1 Million kWh) und Terawattstunden (1 TWh = 109 kWh = 1 Mrd. kWh).
Die Kilowattstunde wird insbesondere für die Quantifizierung elektrischer Energiemengen verwendet und taucht deswegen auf Stromrechnungen auf. Private Verbraucher bezahlen in Deutschland pro Kilowattstunde rund 0,20 €, im Nachttarif oft etwas weniger. Man kann aber ebenfalls z. B. Wärmemengen in Kilowattstunden angeben; beispielsweise wird der Primärenergiebedarf von Häusern meist in kWh pro Quadratmeter beheizter Fläche und Jahr (kWh/(m2 a)) angegeben. Teilweise wird auch der Bezug von Erdgas in Kilowattstunden abgerechnet mit Bezug auf den Heizwert.
Rechenbeispiele
Einige Beispiele für das Rechnen mit Kilowattstunden:
- Eine Energiesparlampe mit 20 W Aufnahmeleistung kann mit 1 kWh für eine Zeit von 1000 Wh / 20 W = 50 h (50 Stunden) betrieben werden.
- Ein gut wärmegedämmter Warmwasserspeicher verliert im warmen Zustand 50 W an Wärme in die Umgebung. Pro Tag entspricht dies 50 W · 24 h = 1200 Wh = 1,2 kWh Wärme. Wenn der Speicher über einen Elektroheizstab warm gehalten wird, entspricht dies derselben Menge an elektrischer Energie (zusätzlich zum Aufwand für den Warmwasserverbrauch). Mit einer Wärmepumpe wäre der Verbrauch elektrischer Energie um die Leistungszahl reduziert, also z. B. dreimal kleiner.
- Das Aufheizen von 1000 Litern Wasser (spezifische Wärmekapazität 4,19 kJ / (kg K)) um 40 Kelvin erfordert eine Wärmemenge von 4,19 kJ / (kg K) · 1000 kg · 40 K = 168 MJ = 46,6 kWh. Zum Vergleich: Um diese Wassermenge auf der Erde um einen Meter anzuheben, benötigt man nur 9,81 m / s2 · 1000 kg · 1 m = 9,81 kJ = 0,00273 kWh mechanischer Energie.
- Wenn ein Auto mittlerer Größe eine Antriebsleistung von 10 kW für das Fahren mit 100 km/h benötigt, entspricht dies pro 100 km einer mechanischen Energie von 10 kWh. Bei einem Wirkungsgrad des Motors von 20 % benötigt man 50 kWh in Form von Benzin, was ca. 5,5 l entspricht.
- Ein Großkraftwerk mit einer Leistung von 1 GW erzeugt pro Tag 1 GW · 24 h = 24 GWh = 24 Millionen kWh. Pro Jahr würden bei ununterbrochenem Betrieb 8760 GWh = 8,76 TWh = 8,76 Milliarden Kilowattstunden erzeugt.
Häufige Fehler
Da das Konzept der Kilowattstunde nicht allseits verstanden wird, kommen gewisse Fehler häufig vor. Einer davon ist, Kilowattstunden als “Kilowatt pro Stunde” zu verstehen: “Der Ofen braucht 2 Kilowatt pro Stunde.” Richtig wäre, dass er 2 Kilowatt braucht, also 2 Kilojoule pro Sekunde oder 2 Kilowattstunden pro Stunde. Die Kilowattstunden ergeben sich, indem man Leistungen (in Kilowatt) und Zeiten (in Stunden) multipliziert, nicht etwa dividiert: In fünf Stunden (5 h) braucht der Ofen 2 kW × 5 h = 10 kWh und nicht etwa 2 kW / 5 h = 0.4 kW/h.