Wattstunde


Wattstunde
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Einheit
Norm Zum Gebrauch mit dem SI zugelassen, Richtlinie 80/181/EWG
Einheitenname Wattstunde
Einheitenzeichen Wh
Beschriebene Größe(n) Arbeit; Energie; innere Energie
Wärme, Wärmemenge
Größensymbol(e) W,\, A;\, W,\, E;\, U;\, Q
Dimensionsname Energie
Dimensionssymbol E
In SI-Einheiten \mathrm{1\, Wh = 3{,}6\, kWs = 3{,}6\, kJ = 3{,}6\, kNm}
Abgeleitet von Joule

Die Wattstunde (Einheitenzeichen: Wh) ist eine Maßeinheit der Arbeit und damit eine Energieeinheit. Eine Wattstunde entspricht der Energie, welche ein Energiewandler mit einer Leistung von einem Watt in einer Stunde aufnimmt oder abgibt.

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

Inhaltsverzeichnis

Zusammenhang mit anderen Energieeinheiten

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

  • 1 Wh = 3600 Ws (Wattsekunde) = 3600 Joule = 3,6 Kilojoule (kJ).

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

  • 1 Kilowattstunde (kWh) = 1 kW · 1 h = 1000 Watt · 1 h = 1000 Wh = 1000 W · 3600 s = 3,6 · 106 J = 3,6 MJ

Wenn beispielsweise eine Solaranlage mit der Leistung von einem Kilowatt eine Stunde lang Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt, so entspricht das einer Energiemenge von 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) verwendet, um handlichere Zahlenwerte zu erhalten.

Energieeinheiten und Umrechnungsfaktoren
Joule, Newtonmeter
oder Wattsekunde
Kilowattstunde Elektronenvolt Kilopondmeter Kalorie Erg
1 kg·m²/s² 00 1 00 2,778 · 10−7 00 6,242 · 1018 00 0,102 00 0,239 0 10 · 106
1 kW·h 00 3,6 · 106 00 1 00 2,25 · 1025 00 3,667 · 105 00 8,60 · 105 0 36 · 1012
1 eV 00 1,602 · 10−19 00 4,45 · 10−26 00 1 00 1,63 · 10−20 00 3,83 · 10−20 00 1,602 · 10−12
1 kp·m 00 9,80665 00 2,72 · 10−6 00 6,13 · 1019 00 1 00 2,34 0 98,0665 · 106
1 calIT 00 4,1868 00 1,163 · 10−6 00 2,611 · 1019 00 0,427 00 1 0 41,868 · 106
1 g·cm²/s² 00 0,1 · 10−6 0 27,78 · 10−15 0 6,242 · 1011 0 10,2 · 10-9 0 23,9 · 10-9 00 1
J = Ws kJ MJ Wh kWh kcal
1  J = 1 Ws = 1 J = 0,001 kJ = 0,000 001 MJ = 0,000 278 Wh = 277,8 · 10-9 kWh = 0,000 239 kcal
1 kJ = 1000 J = 1 kJ = 0,001 MJ = 0,2778 Wh = 277,8 · 10-6 kWh = 0,2388 kcal
1 MJ = 1 000 000 J = 1000 kJ 1 MJ = 277,8 Wh = 0,2778 kWh = 238,8 kcal
1 Wh = 3 600 J = 3,6 kJ = 0,003 6 MJ = 1 Wh = 0,001 kWh = 0,86 kcal
1 kWh = 3 600 000 J = 3 600 kJ = 3,6 MJ = 1 000 Wh = 1 kWh = 860 kcal
1 kcal = 4186,8 J = 4,187 kJ = 0,004 186 MJ = 1,163 Wh = 0,001 163 kWh = 1 kcal

Fehlerhafte Schreibweise

Teilweise findet man die fehlerhafte Angabe kW/h statt kWh.

Richtig ist jedoch:

1~\mathrm{kWh} = 1000 ~ \text{Watt} \cdot \text{Stunde}

Da die Leistung (Watt) bereits der Quotient aus Energie und Zeit ist, erhält man die Energie wieder durch Multiplizieren mit der Zeit.

\text{Arbeit} = \text{Leistung}\cdot \text{Zeit}

Beispiele

Mit der Energiemenge 1 kWh kann man zum Beispiel:

  • 50 Stunden am Laptop arbeiten (bei einer Leistung von 20 Watt)
  • Sieben Stunden fernsehen (bei einer Leistung von ca. 140 Watt)
  • Fünf Stunden am Computer arbeiten (bei einer Leistung von 200 Watt)
  • 25 Minuten staubsaugen (bei einer Leistung von 2400 Watt)
  • Eine Dreiviertelstunde Haare trocknen (bei einer Leistung von 1400 Watt)
  • Einen Eimer voll Wasser (10,75 Liter) unter normalem Druck von 20 °C auf 100 °C erhitzen

Zwar wird die Einheit kWh hauptsächlich für elektrische Verbraucher oder Heizungen verwendet, allerdings lässt sie sich auch mit dem Energieumsatz eines Menschen vergleichen. Ein für einen erwachsenen Mann typischer täglicher Umsatz von 9000 kJ entspricht 2,5 kWh.

Weitere Hilfen zur Einschätzung der Größe: Größenordnung (Energie) und Größenordnung (Leistung).

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.

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). Das Gigawattjahr ist in Deutschland keine gesetzliche Einheit im Messwesen, weil das Jahr (Einheitenzeichen: a) keine ist.

1\,\mathrm{GWa} \approx \frac{10^9\cdot 365 \cdot 24\cdot 3600}{1000\cdot 3600}\,\mathrm{kWh} = 8{,}76\cdot 10^9 \,\mathrm{kWh} = 8{,}76 \,\mathrm{TWh}

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