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Wattstunde

Physikalische Einheit
Einheitenname Wattstunde
Einheitenzeichen \mathrm{Wh}
Physikalische Größe(n) Energie, Arbeit, innere Energie, Wärme
Formelzeichen W,\, E\,
Dimension {\mathsf {M\;L^{2}\;T^{-2}}}
System Zum Gebrauch mit dem SI zugelassen
In SI-Einheiten \mathrm{1 \, Wh = 3{,}6 \; kWs = 3{,}6 \; kJ}
Abgeleitet von Joule

Die Wattstunde (Einheitenzeichen Wh) ist eine Maßeinheit der Arbeit bzw. der Energie. Sie gehört zwar nicht zum internationalen Einheitensystem (SI), ist zum Gebrauch mit dem SI aber zugelassen.[1] Dadurch[2] ist sie eine gesetzliche Maßeinheit. Eine Wattstunde entspricht der Energie, welche ein System (z. B. Maschine, Mensch, Glühlampe) mit einer Leistung von einem Watt in einer Stunde aufnimmt oder abgibt. Eine 50-Watt-Glühbirne, die eine Stunde lang leuchtet, setzt also 50 Wh um.

Im Alltag gebräuchlich und verbreitet ist die Kilowattstunde (kWh), das Tausendfache der Wattstunde. In dieser Einheit werden vor allem Strom-, aber auch Heizwärmekosten abgerechnet und mit Messeinrichtungen wie dem Stromzähler oder Wärmezähler erfasst.

Anders als bei der Einheit Kilometer pro Stunde, die km/h geschrieben wird, weil dabei durch die Stunde dividiert wird, ist bei der Kilowattstunde kWh kein "/" zu schreiben, weil hier mit der Stunde multipliziert wird. Die Schreibweise "kW/h" ist daher falsch.

Inhaltsverzeichnis

Zusammenhang mit anderen Energieeinheiten


Die Wattstunde leitet sich aus der SI-Einheit Joule ab:

Die Einheit Wattstunde wird meistens mit dem dezimalen SI-Vorsatz Kilo verwendet (z. B. bei der Stromabrechnung).

Wenn beispielsweise eine Solaranlage mit der Leistung von einem Kilowatt eine Stunde lang Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt, so entspricht das einer Energie einer Kilowattstunde.

Bei der Angabe der Stromproduktion von Elektrizitätswerken oder des Bedarfs an elektrischer Energie ganzer Länder werden die Vorsätze Mega (M) (für eine Million), Giga (G) (für eine Milliarde) oder Tera (T) (für eine Billion) der entsprechenden Einheit verwendet, um handlichere Zahlenwerte zu erhalten: so entsprechen z. B. 1000 Megawattstunden einer Gigawattstunde (GWh) usw.

Beispiele


Mit der Energie 1 kWh kann man beispielsweise:

Zum Vergleich ist die folgende Faustregel für den Energiegehalt von Primärenergieträgern erwähnenswert:

10 kWh ≈ 1 m³ Erdgas ≈ 1 l Öl ≈ 1 l Benzin ≈ 1 kg Kohle ≈ 2 kg Holz ≈ 10 h direktes Sonnenlicht auf 1 m² auf der Erde

wobei je nach Wirkungsgrad von Kraftwerk und Stromleitung nur ca. 40 % beim Verbraucher ankommen.[3]

Obwohl die Einheit kWh hauptsächlich bei elektrischen Verbrauchern oder Heizungen Verwendung findet, lässt sie sich auch mit dem Energieumsatz eines Menschen vergleichen: hierbei entspräche ein für einen erwachsenen Mann (ohne schwere körperliche Arbeit) typischer täglicher Umsatz von 9000 kJ einem Wert von 2,5 kWh. Somit hat er einen Durchschnittsverbrauch von etwa 100 Watt, wobei der umgerechnete Pro-Kopf-Primärenergiebedarf in Deutschland ca. 5000 Watt ist, also das 50-Fache. Mit der Energie 1 kWh aus dem Beispiel oben kann ein ca. 80 kg schwerer Mensch 10 km laufen.[4]

Verwandte Einheiten


Megawatttag

Ein Megawatttag (MWd) ist die Energie, die ein Kraftwerk mit einer Leistung von 1 Megawatt an einem Tag liefert. Sie wird in der Energie- und Reaktortechnik verwendet.

{\displaystyle 1\,\mathrm {MWd} =10^{6}\cdot 24\,\mathrm {Wh} =86{,}4\cdot 10^{9}\,\mathrm {J} =24\,\mathrm {MWh} }

Gigawattjahr

Ein Gigawattjahr (GWa) ist die Energie, die ein Kraftwerk mit der Leistung von 1 Gigawatt in einem Jahr liefert (bei Betrieb ohne Unterbrechungen). Gigawattjahr ist in Deutschland keine gesetzliche Einheit im Messwesen, weil dort das Jahr (Einheitenzeichen: a) keine solche ist.

{\displaystyle 1\,\mathrm {GWa} \approx 10^{6}\,\mathrm {kWa} \cdot 365\mathrm {\frac {d}{a}} \cdot 24\mathrm {\frac {h}{d}} =8{,}76\cdot 10^{9}\,\mathrm {kWh} =8{,}76\,\mathrm {TWh} }

Einzelnachweise


  1. Das Internationale Einheitensystem (SI). Deutsche Übersetzung der BIPM-Broschüre „Le Système international d’unités/The International System of Units (8e édition, 2006)“. In: PTB-Mitteilungen. Band 117, Nr. 2, 2007 (Online [PDF; 1,4 MB]).
  2. aufgrund der EU-Richtlinie 80/181/EWG in den Staaten der EU bzw. dem Bundesgesetz über das Messwesen in der Schweiz
  3. Konrad Mertens: Photovoltaik. Carl Hanser, München 2011, ISBN 978-3-446-42172-1.
  4. Runner's World Kalorien-Kalkulator. Abgerufen am 10. November 2012 (wobei mit 1 kcal = 4,184 kJ = 4184 Ws = 1,162 Wh umzurechnen ist).



Kategorien: Zum Gebrauch mit dem SI zugelassene Einheit | Energieeinheit


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