Ich lese im Netz mittlerweile ständig, dass der Hausspeicher mancher Leute 10 kW besitzt oder die PV-Anlage 5 kW/h erzeugt. Manchmal fängt der “Rant” ob der falschen Einheiten dann direkt an, manchmal wird nochmal freundlich nachgehakt, dass da etwas nicht ganz stimmen kann. Nicht selten ist dann die erste Reaktion: “Ja meine Güte, die Einheiten sind mir echt wumpe, man weiss doch, was gemeint ist.”

So oder so nervig, denn oftmals ist es eben doch nicht trivial oder ersichtlich, was wirklich gemeint ist. Gerade mit PV-Anlage, Hausspeicher, Wärmepumpe oder E-Auto sollte man sich zumindest mal fünf Minuten nehmen, um die nachfolgenden “Basics” zu verinnerlichen, auch wenn es vielleicht anstrengend erscheint. Denn jeder von uns wird damit früher oder später konfrontiert, nicht zuletzt auf der eigenen Stromrechnung. Und spätestens dort muss man wissen, für was genau man jetzt eigentlich wieviel bezahlt…

Deshalb nachfolgend einmal nüchtern aufgelistet die zwei zentralen “elektrischen Einheiten”, deren Bedeutung und einige Hintergrundinfos. Teilt den Blogpost gerne JEDES MAL irgendwo als “Aufklärung”, wenn eine der genannten Einheiten nicht korrekt verwendet wird – auch hier im Blog. Findet vielleicht nicht jeder cool, aber der Versuch zählt… 😀

Watt W -> Leistung Leistungsaufnahme

Bei kleineren Verbrauchern wird die aktuelle Leistungsaufnahme gewöhnlich in Watt angegeben. Eine moderne “Glühbirne” mit ordentlicher Leistung genehmigt sich bspw. 10 Watt.

BTW: Für den Außenbereich habe ich mir jetzt diese GU10-Mopeds (Affiliate-Link) bestellt. Mal sehen, ob die wirklich so viel heller ist als die 5W-Version, die echt keinen Spaß macht.

Bei größeren Verbrauchern bzw. Produzenten, wie einer PV-Anlage, wird die Einheit kW genutzt. Bei ordentlicher Sonneneinstrahlung kann dann bspw. 5 kW (= 5.000 W) “geerntet” werden. Rein rechnerisch könnte man IN DIESEM Moment dann 500 Glühbirnen betreiben (5000 W / 10 W).

Die AKTUELLE LEISTUNG einer Glühbirne wird in Watt angegeben, also z.B. 10 W

Wichtig in diesem Kontext ist insbesondere, dass die Leistung – vereinfacht gesagt – KEINEN Zeitbezug besitzt. Es handelt sich um die Leistung, die gerade “anliegt”. Übertragen auf eine Autobahnfahrt ist das dann die aktuelle Geschwindigkeit, bspw. von 120 km/h.

Und dieses “pro Stunde”, welches man im Kontext der Geschwindigkeit über Jahre verinnerlicht hat, fällt einem vermutlich an dieser Stelle auf die Füße, wenn man unvorbereitet mit elektrischen Einheiten konfrontiert wird. Denn hier gibt es dieses “pro Stunde” im Alltagskontext schlicht nicht. Also bitte merken: NIEMALS “/h” an elektrische Einheiten hängen – kW/h ist schlichtweg falsch, zumindest zu 99,9%.

Kilowattstunde kWh -> Energie Energiemenge Kapazität Verbrauch Arbeit

Die wichtigste Einheit überhaupt ist die am Ende des Tages abrechnungsrelevante Energiemenge, welche in kWh ausgewiesen wird. Bei der Stromrechnung am Ende des Jahres evtl. auch als MWh angegeben, wobei eine MWh flockigen 1.000 kWh entspricht.

Die Energiemenge ist dabei schlicht und einfach die oben genannten Leistung MIT Zeitbezug. Konkret wird die Leistung mit der Zeit multipliziert.

Die 10W-Glühbirne verbraucht in einer Stunde also 10 Wh (10 W x 1 h).

In einem Monat (720 h) generiert die 10W-Glühbirne einen GESAMTVERBRAUCH von 7.200 Wh, umgerechnet 7,2 kWh.

Nochmal langsam: 10 W * 720 h = 7.200 Wh. Geteilt durch 1000 -> 7,2 kWh.

Bei einem Strompreis von aktuell etwa 40 Ct/kWh gönnt sich die 10W-Glühbirne bei einem Monat Dauerbetrieb 2,88 Euro (0,4 Euro/kWh x 7,2 kWh).

Gedankenstütze und Beispiele

Hier noch eine kleine Gedankenstütze, die man ein paar Mal gedanklich durchgehen kann, um sich das Ganze zu verinnerlichen:

W = AKTUELLE LEISTUNGSAUFNAHME
Wh = GESAMTE ENERGIEMENGE

Nachfolgend noch eine lose Liste mit Beispielen, um ein Gefühl für die Einheiten zu bekommen:

Ein Hausspeicher besitzt bspw. die Kapazität von 10 kWh. Ein solcher voll geladener Speicher kann also bspw. 10 Stunden lang eine konstante Leistung von 1 kW abgeben bis er leergelutscht ist. Wenn man es etwas übertreibt, hat der Hausspeicher vielleicht auch 100 kWh, wie mein selbst gebauter (hier vorgestellt).

Ein Hausspeicher hat aber auch eine maximale Ein- bspw. Ausspeiseleistung. Beim Speicher von oben könnten das realistisch gesehen vielleicht 4 kW sein. Diese könnte er dann hochgerechnet für insgesamt 2,5 h aufrechterhalten. In der Praxis stimmt das nicht ganz, da die Leistung dann automatisch bei hohem bzw. niedrigem Batteriestand “gedrosselt” wird.

Der Akku eines E-Autos hat bspw. 60 kWh – wie bei unserem frisch gebackenem Model Y SR (hier vorstellt). Bei einem Verbrauch von 15 kWh/100km kommt man mit einer vollen Batterie also rechnerisch 400 km weit.

Das Model Y SR mit Heckmotor bringt maximal 220 kW auf die Straße, was einer Leistung von knapp 300 PS entspricht. Der Umrechnungsfaktor zwischen kW und PS ist dabei knapp 1,36.

An einer Schnellladesäule können manche Fahrzeuge mit bis zu 250 kW laden – zumindest innerhalb eines bestimmten Ladebereichs. Wenn man bspw. 5 Minuten mit 250 kW lädt, wird die Batterie um 20 kWh gefüllt (0,083 h * 250 kW). Mehr dazu – insbesondere zum Ladewirkungsgrad – in diesem Blogpost.

Bei PV-Anlage gibt es neben der real gemessenen Leistung in kW auch noch die sogenannte “normierte Leistung”, welche in kWp angegeben ist. Diese unter Laborbedingungen gemessene Kilowatt-Peak Leistung können die PV-Panels bei einer Zelltemperatur von 25 Grad und einer Sonneneinstrahlung von 1.000 W/qm erzeugen.

In der Praxis können die kWp-Werte auch mal überschritten werden, insbesondere im Frühling bei geringen Termperaturen. Denn je kühler, desto höher sind die Modulwirkungsgrade…

Über den Tag hinweg “erntet” eine PV-Anlage dann bspw. eine Energiemenge von 50 kWh. Sie hat dann über 10 Stunden gesehen eine durchschnittliche Leistung von 5 kW generiert. Bei einer PV-Anlage hat man über den Tag gesehen natürlich keine konstante Leistung – das sollte lediglich ein Rechenbeispiel sein, um die Logik zu verdeutlichen.

kW/h ist im “normalen” Kontext einfach falsch…

Abschließend noch ein zwei Worte dazu, warum kW/h in einem ganz anderen Kontext genutzt wird.

Denn kW/h ist nicht die Energiemenge, für die man bezahlen muss, im Gegenteil…

Die verbrauchte Energiemenge, die als Zählerstand am Stromzähler ablesbar ist, entspricht ja der ARBEIT, welche “abgearbeitet” wurde. Und Arbeit entspricht Leistung x Zeit. Und eben nicht Leistung / Zeit. Deshalb auch kWh und nicht kW/h.

Arbeit = Leistung x Zeit … UND nicht Leistung / Zeit

kW/h kann man am ehesten als Leistungsänderung innerhalb eines definierten Zeitraums verstehen. Also bspw. der “Hochlauf” der Leistung beim Zuschalten von Kraftwerken.

Oder aber im Kontext der Hausspeicher. Denn regulatorisch darf in Deutschland bspw. ein netzgekoppelter Batterieinverter bei Leistungssprüngen lediglich mit einer “Leistungsgeschwindigkeitsänderung” von 400 W/s nachregeln.

Wenn die Netzübergabeseite gerade auf 0 W ausgeregelt ist und ein Hausverbraucher plötzlich mit einer Leistung von 2 kW zugeschaltet wird, dauert es also 5s (2000 W / 400 W/s), bis der Inverter damit klar kommt und netzseitig wieder ein “Gleichgewicht” auspendeln kann.