Elektrische Leistung und Arbeit

Auf jedem Elektrogerät steht eine Angabe in Watt, zum Beispiel 2000 W beim Wasserkocher oder 8 W bei einer LED-Lampe. Diese Zahl ist die Leistung. Sie sagt, wie viel Energie das Gerät in jeder Sekunde umsetzt. 1 W bedeutet 1 J pro Sekunde. Ein Gerät mit hoher Leistung ist also nicht automatisch teuer im Betrieb, es setzt nur pro Sekunde viel Energie um.

Wie viel Energie insgesamt verbraucht wird, hängt zusätzlich von der Zeit ab. Das ist die elektrische Arbeit W. Ein Wasserkocher mit 2000 W läuft nur wenige Minuten, ein Kühlschrank mit 100 W läuft rund um die Uhr. Über den Tag verbraucht der Kühlschrank deshalb deutlich mehr Energie als der Wasserkocher, obwohl seine Leistung viel kleiner ist.

Auf der Stromrechnung steht die Arbeit in Kilowattstunden. 1 kWh ist die Energie, die ein Gerät mit 1 kW Leistung in einer Stunde umsetzt. Ein typischer Fehler ist, hier die Einheiten zu mischen: Wer Watt mit Stunden multipliziert, bekommt Wattstunden und muss noch durch 1000 teilen. Rechne deshalb immer zuerst die Leistung in Kilowatt und die Zeit in Stunden um.

Wie viel Leistung ein Gerät hat, hängt von seiner Bauart ab. Geräte, die Wärme erzeugen, brauchen besonders viel Leistung: Ein Wasserkocher oder ein Backofen liegt bei 2000 bis 2500 W, weil Wasser oder Luft in kurzer Zeit stark erwärmt werden müssen. Geräte, die nur Licht, Bild oder Rechenleistung liefern, kommen dagegen mit viel weniger aus.

Eine LED-Lampe braucht nur rund 8 W, ein Laptop etwa 50 W, ein Fernseher rund 120 W. Der Kühlschrank liegt bei etwa 100 W, läuft aber nicht durchgehend mit voller Leistung – der Kompressor schaltet sich immer wieder ein und aus, sodass er im Tagesdurchschnitt trotzdem spürbar Energie verbraucht, weil er rund um die Uhr in Betrieb ist.

Für die Stromrechnung zählt am Ende nicht nur die Leistung, sondern die Arbeit, also Leistung mal Betriebsdauer. Ein Gerät mit niedriger Leistung, das den ganzen Tag läuft, kann deshalb mehr Energie verbrauchen als ein Gerät mit hoher Leistung, das nur wenige Minuten eingeschaltet ist.

Der häufigste Fehler ist, Watt direkt mit Stunden zu multiplizieren, ohne vorher umzurechnen. Das Ergebnis sind dann Wattstunden statt Kilowattstunden, und die Zahl wirkt um den Faktor 1000 zu groß. Rechne deshalb immer erst die Leistung in Kilowatt um, bevor du sie mit der Zeit multiplizierst.

Ein zweiter Fehler ist das Vermischen von Minuten und Stunden. Wenn ein Gerät 30 Minuten läuft, ist das 0,5 Stunden, nicht 30 Stunden und nicht einfach die Zahl 30 in der Formel. Rechne Minuten immer durch 60, bevor du sie in W = P · t einsetzt.

Auch die Größenordnung sollte man am Ende prüfen: Ein Haushalt verbraucht typischerweise einige Tausend Kilowattstunden im Jahr, ein einzelnes Gerät an einem Tag dagegen meist nur Bruchteile einer Kilowattstunde. Kommt bei einer Rechnung ein völlig unpassender Wert heraus, lohnt sich ein zweiter Blick auf die Einheiten.

Auf der Stromrechnung steht der Jahresverbrauch in Kilowattstunden, multipliziert mit dem Preis pro Kilowattstunde. Möchtest du selbst nachrechnen, brauchst du nur die Leistung eines Geräts vom Typenschild und die Zeit, die es täglich läuft. So lässt sich abschätzen, welche Geräte im Haushalt am meisten Energie kosten – meist sind es Heizung, Warmwasser und Geräte mit hoher Leistung, die lange laufen, nicht die Geräte mit dem höchsten Wattwert allein.

Standby-Verbrauch klingt harmlos, summiert sich aber über das Jahr. Ein Gerät im Standby zieht oft nur 1 bis 5 W, läuft dafür aber 8760 Stunden im Jahr durch. Selbst 2 W Dauerlast ergeben 2 W · 8760 h = 17,52 kWh im Jahr – bei mehreren Geräten im Haus kommt so eine spürbare Summe zusammen.

Eine normale Steckdose in Deutschland ist mit 16 A abgesichert und liefert 230 V, also maximal rund 3680 W (P = U · I = 230 V · 16 A). Steckst du mehrere leistungsstarke Geräte wie Wasserkocher, Toaster und Heizlüfter gleichzeitig in dieselbe Steckdosenleiste, kann die Summe der Leistungen diese Grenze überschreiten. Dann löst die Sicherung aus, um Kabelbrand durch Überlastung zu verhindern.