Wenn Sie sich jemals einen Stromzähler oder eine Stromrechnung genau angesehen haben, ist Ihnen vielleicht aufgefallen, dass die Einheiten des Stromverbrauchs in kWh oder Kilowattstunden angegeben sind. Wenn Sie keinen formalen Hintergrund in Physik haben, ist diese Einheit wahrscheinlich verwirrend. Stellt es Energie dar? Leistung? Oder sind diese gleich? Oder ist eine Kilowattstunde etwas ganz anderes?
Das Hauptproblem hier für jeden, der eine Stromrechnung bezahlt, ist natürlich, den Verbrauch zu verstehen, wie er im Laufe des Kurses schwanken kann eines Jahres und was getan werden könnte, um den Verbrauch in einem bestimmten Zeitraum zu senken, ohne die lebenswichtige Wohnung oder den Arbeitsplatz zu beeinträchtigen Funktionen. Um dies zu tun, müssen Sie zuerst verstehen, was eine Kilowattstunde ist und warum diese Einheit in Berechnungen verwendet wird und nicht in etwas Grundlegenderem.
Was bedeutet eine kWh?
Wenn nichts anderes, kennen Sie wahrscheinlich den Begriff Watt, die Einheit, die verwendet wird, um Glühbirnen zu klassifizieren. Ein Watt ist die Standardeinheit für Leistung in der Physik, und Leistung wiederum ist Energie pro Zeiteinheit. Die Standardeinheit der Energie ist das Joule und kann auf verschiedene Weise abgeleitet werden; die häufigste ist die Kraft multipliziert mit der Entfernung. Die Standardeinheit der Kraft ist das Newton, während die der Entfernung der Meter ist, also ist ein Joule eigentlich ein Newton-Meter. Energie hat übrigens die gleichen Einheiten wie Arbeit und Wärme und kann je nach Art des zu lösenden Problems in Ergs, Kalorien oder britischen thermischen Einheiten ausgedrückt werden.
Wenn Leistung Energie dividiert durch Zeit ist, dann muss eine Kilowattstunde Energieeinheiten haben, da man a. multipliziert Potenzeinheit durch eine Zeiteinheit hebt den Zeitfaktor im Nenner des Potenzanteils des auf Einheit. Wenn Sie wissen, dass ein Kilowatt 1.000 Watt entspricht und eine Stunde 3.600 Sekunden umfasst, haben Sie dann:
1 kWh = (1.000 J/Sek.) (3.600 Sek.) = (3.600.000 J) = 3,6 Megajoule = 3,6 MJ.
US-Energieverbrauch pro Verbraucher
Laut der U.S. Energy Information Administration verbrauchte das durchschnittliche Haus im Jahr 2017 knapp 10.800 kWh elektrische Energie. Einige Haushaltsgegenstände sind notorische Stromfresser. Zum Beispiel verbraucht ein Trockner etwa 5.000 Watt oder 5 kW, während ein Sortimentsaufsatz über 8.000 Watt oder 8 kW verbraucht. Ein Warmwasserbereiter meldet sich bei 2.500 Watt (2,5 kW) und eine typische Klimaanlage hat eine Nennleistung von etwa 1.600 Watt (1,6 kW).
Umrechnung von kWh/Jahr in Watt oder Kilowatt
10.800 kWh in einem Jahr sind etwa 900 kWh pro Monat (10.800/12 Monate = 900) und etwa 30 kWh pro Tag (bei einem Monat mit 30 Tagen 900/30 = 30). Noch tiefer bohren, da der Tag 24 Stunden hat, entspricht dies etwa 1,25 kWh pro Stunde (30/24 = 1,25). Da die Einheit „Stunde“ in kWh/h wegfällt, erfordert der Verbrauch von 10.800 kWh Energie im Jahr eine konstante Leistungsaufnahme von 1,25 kW bzw. 1.250 Watt.
Wenn 10.800 kWh pro Jahr 1,25 kW entsprechen, lautet der Umrechnungsfaktor:
(10.800 kWh/1,25 kW) = 8.640 h.
So lässt sich Schritt für Schritt feststellen, was Mathematik-Nerds vielleicht von Anfang an klar war: Um von kWh pro Jahr auf kW zu kommen, muss man lediglich durch die Stundenzahl eines Jahres dividieren. Obwohl das obige Beispiel 8.640 ergibt, ist diese Zahl aufgrund der im Problem vorgenommenen Rundung ungenau. In Wirklichkeit müssen Sie die Anzahl der Stunden eines Tages mit der Anzahl der Tage eines Jahres multiplizieren Phantasie und Faktor in Schaltjahren, die durchschnittliche Anzahl von Tagen in einem Jahr beträgt 365,25, nicht 365, da ein Schaltjahr alle vier auftritt Jahre. Eine genauere Methode zur Ableitung von kW aus kWh/Jahr bedeutet daher die Division durch:
(365,25)(24) = 8.766 h.
Um stattdessen von kWh/Jahr auf Watt umzusteigen, multiplizieren Sie dieses Ergebnis einfach mit 1.000, da ein Kilowatt 1.000 Watt entspricht.