Watt, Kilowatt und Kilowattstunden erklärt (kW vs. kWh)

Watt, Kilowatt und Kilowattstunden erklärt (kW vs. kWh)

Elektrizität kann manchmal wie Magie erscheinen. Drähte kommen in Ihr Haus und führen Strom. Sie legen einen Schalter um oder drücken einen Knopf, und schon geht das Licht an, der Fernseher erwacht oder die Kaffeemaschine erwacht zum Leben. Wie funktioniert das alles?

Im folgenden Artikel wird erklärt, wie Elektrizität funktioniert, von den Watt, die für den Betrieb Ihrer Glühbirnen benötigt werden, bis hin zu den Kilowattstunden elektrischer Energie, die Ihr Energieversorger auf Ihrer monatlichen Stromrechnung ausweist.

Auf dieser Seite:

• Was ist ein Watt?
• Wie Strom wie Wasser ist
• Messung des Energieflusses
• Watt, Kilowatt, und Kilowattstunden
• Wie Strom ein Marathon ist
• kW und kWh auf der Stromrechnung
• Wie Solarmodule die Kosten senken
• Der Einfluss Ihres Staates auf den Wert der Solarenergie

Was ist ein Watt?

Ein Watt (W) ist eine Einheit der Leistung. Man kann sich Leistung als „die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten“ vorstellen. Technisch gesehen ist ein Watt ein Maß für den Energietransfer, das einem Joule pro Sekunde entspricht, aber da niemand außerhalb eines Labors das Wort „Joule“ seit dem Physikunterricht in der Schule ausgesprochen hat, bleiben wir bei „Watt“.

Bei Elektrizität ist die Leistung die Spannung mal die Stromstärke. Oder ein Watt (W) ist gleich ein Volt (V) mal ein Ampere (A).

Eine gute Art, über Elektrizität nachzudenken, ist, dass sie ähnlich wie Wasser ist. Die Spannung ist der Druck, und die Stromstärke ist der Fluss. Wenn man über Elektrizität spricht, wird die Stromstärke auch als Strom bezeichnet.

Wie Elektrizität wie Wasser ist

Stellen Sie sich einen Schlauch mit einer Sprühdüse am Ende vor. Angenommen, die Düse hat drei Einstellungen: aus, niedrig und hoch. Der Wasserdruck hinter der Düse ist konstant; dieser Druck ist wie eine Spannung. In der Aus-Stellung gibt es keinen Durchfluss, also keine Spannung.

Schalten Sie die Düse auf „niedrig“, und Sie haben Strom! Du hast die Stromstärke erhöht und das Wasser fließt. Der Durchfluss wird in Litern pro Minute gemessen, und um zu unserer Metapher zurückzukehren, wäre dieser Durchfluss die „Wattzahl“.

Drehen Sie die Düse auf Hochtouren, um die Stromstärke wieder zu erhöhen, und Sie haben mehr Leistung; mehr „Watt“.

Messung des Leistungsflusses

Wir bleiben bei der Wassermetapher: der Fluss, der herauskommt, ist ein Maß für die Leistung. Wenn du den Schlauch 10 Minuten lang in einen Eimer hältst, füllst du ihn auf. Das Wasser, das in den Eimer geflossen ist, ist ein Maß für die Energie, die durch den Schlauch geflossen ist.

Eine gängige Art, wie Menschen mit Watt umgehen, ist die Glühbirne. Angenommen, eine 100-Watt-Glühbirne braucht so viel Strom, um zu leuchten. Wenn man eine 100-Watt-Glühbirne eine Stunde lang brennen lässt, hat man 100 Wattstunden verbraucht.

Ein Kilowatt Leistung (kW) entspricht 1.000 Watt. Wenn Sie also 10 100-Watt-Glühbirnen (1 kW Glühbirnen) eine Stunde lang brennen lassen, haben Sie eine Kilowattstunde (kWh) verbraucht.

Das ist ein Grund, warum die Umstellung auf Glühbirnen mit geringem Stromverbrauch so große Auswirkungen haben kann. Eine LED-Glühbirne, die so viel Licht wie eine 100-Watt-Glühbirne erzeugen kann, benötigt nur 14 Watt. Das bedeutet, dass man 10 14-Watt-LEDs 7,25 Stunden lang laufen lassen kann und dabei die gleiche Energiemenge verbraucht wie eine Glühbirne in einer Stunde.

Watt, Kilowatt und Kilowattstunden: Leistung vs. Energie

Auch hier ist ein Watt ein Maß für die Leistung, also die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten, und eine Wattstunde ein Maß für die Energie, also die Menge an Arbeit, die in einem bestimmten Zeitraum verrichtet wird.

Ein Kilowatt ist einfach tausend Watt, und eine Kilowattstunde ist eine Aufzeichnung einer durchschnittlichen Leistung von tausend Watt über eine Stunde.

Eine andere Art, über Leistung und Energie nachzudenken, ist die eines Marathonläufers. Leistung ist die Fähigkeit, ein bestimmtes Tempo zu laufen, und die Strecke, die der Läufer zurücklegt, ist die Menge an Energie, die er verbraucht.

Im Jahr 2019 absolvierte der schnellste Marathonläufer der Welt ein Rennen in fast genau 2 Stunden. Das bedeutet, dass er genug Leistung aufbrachte, um konstant mit etwa 13,1 Meilen pro Stunde zu laufen, und die 26,2 Meilen des Marathons sind das Maß für die Energie, die er verbraucht hat.

Wenn wir die konstante Leistungsabgabe des Läufers mit etwa 300 Watt messen, hätte er über die 26,2 Meilen des Rennens 600 Wattstunden verbraucht. Wenn er 5 Stunden lang mit der gleichen Leistung laufen könnte, würde sein Gesamtenergieausstoß 1.500 Wattstunden oder 1,5 Kilowattstunden betragen.

kW und kWh auf Ihrer Stromrechnung

Wenn Ihr Haus tagsüber Strom verbraucht, dreht sich ein Zähler (oder zählt digital hoch), um die von Ihnen verbrauchte Energiemenge zu erfassen. Diese Messung ergibt am Ende des Monats eine bestimmte Anzahl von Kilowattstunden (kWh) des Energieverbrauchs.

Am Ende eines jeden Abrechnungszyklus „liest“ das Unternehmen Ihren Zähler ab und ermittelt den Gesamtverbrauch. Dann wendet es seine ausgeklügelten (und manchmal sehr komplizierten) Berechnungen an und stellt Ihnen einen bestimmten Satz von Cents pro kWh in Rechnung.

Angenommen, Sie verbrauchen 1.000 kWh pro Monat und Ihr Stromtarif beträgt $.15/kWh – dann würde Ihre Rechnung $150,00 betragen, zuzüglich aller zusätzlichen Anschluss- und Servicegebühren.

Wie Solarmodule Ihre Energiekosten senken

Solarmodule erzeugen Strom für den Betrieb Ihrer Klimaanlage, Ihres Geschirrspülers und anderer Geräte und Einrichtungen. Solarenergie senkt Ihre Energierechnung, indem sie den Strom ersetzt, den Sie sonst vom Energieversorger gekauft hätten.

Strom wird von Solarmodulen erzeugt, wenn Lichtphotonen Elektronen in einer Schicht der Oberfläche eines Moduls anregen. Diese angeregten Elektronen werden von der anderen Schicht des Paneels angezogen und wandern durch einen leitenden Draht auf die andere Seite. Indem man diese Reise durch die Leitungen des Hauses umleitet, kann der Solarstrom zur Stromversorgung des Hauses genutzt werden.

Jedes Solarmodul ist so ausgelegt, dass es bei voller Sonne eine bestimmte Anzahl von Photonen in Elektronen umwandelt, d. h. eine bestimmte Wattzahl abgibt. Die durchschnittliche Spitzenleistung eines Solarmoduls beträgt heutzutage etwa 340 Watt. Ein typisches Solarsystem für ein Haus benötigt etwa 18 dieser Paneele für eine Gesamtnennleistung von etwa 6 kW Leistung.

Wir wissen, dass ein 6-kW-Solarpanelsystem bei voller Sonne so viel Strom erzeugen kann, aber obwohl die Sonne den ganzen Tag über scheint, ist sie technisch gesehen nur zur Mittagszeit „voll“. Während der anderen Tageszeiten scheint die Sonne in einem niedrigeren Winkel.

Um auf die obige Diskussion über Spannung/Stromstärke zurückzukommen: Sobald genug Sonne die Oberfläche eines Solarmoduls berührt, ist die volle Spannung verfügbar, aber die Anzahl der Photonen, die Elektronen anregen, ist gering, so dass die Stromstärke (Strom) niedrig ist.

Wenn die Sonne aufgeht und direkter auf das Panel scheint, steigt die Anzahl der angeregten Elektronen bis zum Maximum, also der vollen Sonne. Betrachtet man die Solarenergieproduktion während des Tages, so sieht sie wie eine Glockenkurve aus, mit den niedrigsten Werten bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang und einem abgerundeten Gipfel in der Mitte.

Um besser zu verstehen, wie viel Energie ein Solarmodul an einem durchschnittlichen Tag erzeugen kann, haben Solarforscher das Konzept der Spitzensonnenstunden entwickelt.

Sie betrachten die gesamte Sonnenenergie, die an einem bestimmten Ort auf der Erde über ein ganzes Jahr hinweg verfügbar ist, und teilen sie durch 365, um eine durchschnittliche Anzahl von Stunden zu erhalten, die die Sonne von ihrem höchsten Punkt am Himmel aus scheinen müsste, um so viel Energie zu erzeugen.

Angenommen, Sie leben in einem Gebiet mit durchschnittlich 5 Spitzensonnenstunden pro Tag. Ihre 6-kW-Solaranlage könnte an einem durchschnittlichen Tag etwa 30 kWh Strom erzeugen. Natürlich sind die meisten Tage nicht durchschnittlich, so dass es wahrscheinlicher ist, dass Ihr System an einem bestimmten Tag mehr oder weniger Energie erzeugt, aber am Ende wären es etwa 10.950 kWh pro Jahr (365 mal 30 kWh/Tag).

Anhand unseres obigen Beispiels kann ein Haus, das 12.000 kWh pro Jahr benötigt, die Strommenge, die es aus dem Netz bezieht, mit unserem 6-kW-Beispielsystem und 5 Spitzensonnenstunden pro Tag auf nur 1.050 kWh reduzieren. Das entspricht einer Ersparnis von 1.642,50 $ über diesen Zeitraum, dank der Sonnenenergie.

Wie sich Ihr Bundesland auf den Wert der Solarenergie auswirkt

Jede Solar-kWh ist gleichwertig, aber wenn Sie nicht über Net-Metering verfügen, werden sie nicht alle gleichermaßen auf Ihrer Stromrechnung gutgeschrieben.

Nettomessung ist eine Regel, die sicherstellt, dass jede kWh Solarstrom zum vollen Einzelhandelspreis auf Ihrer Rechnung gutgeschrieben wird. Wenn Ihre Solarmodule mehr Strom produzieren als Sie monatlich verbrauchen, erhalten Sie eine Gutschrift, die auf die Rechnung des nächsten Monats angerechnet wird.

Erfahren Sie mehr: Was ist Net Metering und wie funktioniert es?

In den meisten Staaten gibt es Vorschriften für Net Metering, in einigen jedoch nicht. Ohne eine vollständige Gutschrift für die von den Solarmodulen erzeugte Energie ist die Nutzung der Sonnenenergie finanziell nicht so vorteilhaft.

Lesen Sie unsere Solarleitfäden für die einzelnen Bundesstaaten, um Informationen über die Nettomessung zu erhalten, und verwenden Sie den genauesten Online-Rechner für Solarmodule, um die geschätzten Kosten und Einsparungen für Solarmodule auf Ihrem spezifischen Dach zu ermitteln.

Key Takeaways

• Watt und Kilowatt sind Maßeinheiten für die Leistung oder die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten.
• Kilowattstunden sind ein Maß für die Energie oder die geleistete Arbeit über einen bestimmten Zeitraum.
• Geräte und Vorrichtungen verbrauchen Strom, und wenn man sie über einen längeren Zeitraum eingeschaltet lässt, wird Energie verbraucht, die gemessen und als Kilowattstunden auf der Stromrechnung ausgewiesen wird.
• Solarzellen erzeugen Strom, und wenn die Sonne sie über einen längeren Zeitraum bescheint, werden Kilowattstunden Energie erzeugt, die die Stromrechnung um die Anzahl der erzeugten Kilowattstunden verringern.