(erstmals erstellt 2005, zuletzt aktualisiert Mai 2022)

Watt Volt Ihr ?

Mit Schrecken erinnern sich Viele an ihren Physik-Unterricht. 

Aber es war nicht alles unnötig, was man damals lernte. Um das ganze Dimensionierungs-/ Leistungs-/ Verbrauchs-Prinzip für autarke Inselanlagen etwas besser zu verstehen, versuchen wir schon seit vielen Jahren einige Begriffe etwas näher zu bringen.
Auch für den aktuellen Trend der "Eigenversorgung"  mit Balkonanlage oder Eigenstrom ist ein bisschen Grundwissen unumgänglich - sonst kommt es zu den typischen Missverständnissen, die uns tagtäglich begegnen und später für Ärger, bzw. Unzufriedenheit sorgen - weil die Größenverhältnisse nicht begriffen wurden.
Putins Krieg macht noch alles schlimmer und Menschen, die nicht mal den extremen Verbrauchs-Unterschied zwischen der Nutzung einer Glühlampe und einem Heizstrahler kapieren wollen, bombardieren uns mit unsinnigen Anfragen - vor denen wir uns schützen müssen. Aber Die lesen ja leider auch nicht... 
 

In der Elektrizität vergleicht man den elektrischen Strom am einfachsten mit Wasser, das in einem Rohr fließt.

Zum Einen haben wir den Wasserdruck, bzw. hier die Spannung U, die in Volt angegeben wird.

Zuhause ist das der "normale" Wechselstrom  (AC) mit ca. 230 V, der hin und her fließt. Im Gleichstrom-System (DC) einer Solarstrom-Inselanlage fließt der Strom nur in eine Richtung. Auch wenn technisch anders herum dargestellt, fließen die Elektronen tatsächlich (physikalisch) von Minus nach Plus. Es liegen eher 12 V (Kleinstanlagen), 24 V (Mittlere) oder 48 V (Großanlagen) Spannung an.
Im Strang einer großen netzgekoppelten Solarstromanlage können das, durch die in Reihe geschalteten, Solarmodule bis zu 1000 V DC sein. Auch große Inselanlagen arbeiten mittlerweile im Strang teilweise mit bis zu 900 V, die dann am MPP-Solarladeregler auf die passende Batteriespannung herunter gewandelt werden.
 

Dann gibt es die Wassermenge pro Zeiteinheit, also den fließenden Strom I, dessen Stärke in Ampere angegeben wird.

Wie beim Wasser auch, kann es vorkommen, dass ein hoher Druck ansteht, aber überhaupt kein Wasser fließt (Hahn zugedreht) oder ohne großen Druck dennoch eine riesige Wassermenge fließt (großer Fluss)

Das Produkt aus Beiden (also Spannung mit Strom multipliziert) ergibt die Leistung P in Watt.

Watt ist nur eine "Momentaufnahme", so in etwa wie die Geschwindigkeit eines Autos. Weiß man, dass es mit Tempo 100 fährt, weiß man noch lange nicht, wie groß die zurück gelegte Strecke ist. Dafür bedarf es der Zeit. Ist es 1 Stunde lang mit 100 km/h gefahren, ergibt das die Strecke von 100 km. Waren es z.B. nur 30 Minuten, wurden auch nur 50 km zurück gelegt. Genauso ist es mit der Energie.
 

Um die gesamte Energiemenge (Verbrauch oder auch ein Ertrag) zu errechnen, benötigt man zum Schluss noch die Zeit in h.

Läuft also z.B. ein 230 V- Haartrockner mit einem Strom von ca. 4,3 A, ergibt dies eine Aufnahmeleistung von ca. 1000 W. Wenn man dann mit diesem "Fön" und 1000 W Leistung 1 Stunde h lang arbeitet, hat man nicht nur seine Haare ganz schön verbruzzelt, sondern dabei auch noch 1000 Wattstunden = 1 kWh (Kilowattstunde) Strom "verbraucht" (in Hitze umgewandelt...).
Nicht anders ist es bei der solaren Stromerzeugung. Fließt in einer Solarstromanlage bei 50 V ein Strom von 20 A sind das auch 1000 W. Erfolgt dies 60 Minuten lang, wurde 1 kWh Solarstrom erzeugt. 

Das bedeutet: 

Spannung x Strom = Leistung ... und Leistung x Zeit = Energiemenge
oder: V x A = W und W x h = Wh, 
also 230 V x 4,3 A = 1000 W (1 kW) ... und 1000 W x 1 h = 1000 Wh (1 kWh) 

Diese kWh kostet aus der Steckdose heute ca. 30 Cents, aus Solarmodulen u.U. weniger als 2 -10 Cents. Wird die Energie in Batterien gespeichert, liegt der kWh-Preis u.U. beim Vielfachen...

Soviel Sinnvolles, aber auch Unsinniges kann man mit einer Kilowattstunde (kWh) Energie machen:

- 1.000 Stunden (knapp 42 Tage) lang den 1 W-Standby-Betrieb eines TV-Gerätes versorgen
- 90 Stunden lang eine 11W Energiesparlampe betreiben
- 333 Stunden (ca. 14 Tage) mit einer supersparsamen 3 WLED-Lampe lesen
- 40 Stunden auf einem 25 W TV-Kleingerät fernsehen
- 5 Stunden auf einem Plasma-Grossbild TV (200 W) schauen 
- 30 Minuten auf einer 2.000 W Herdplatte kochen
- 15 Minuten mit einem 4.000 W Backofen backen
-  6 Minuten mit einem 10 kW E-Ofen heizen
- 10 km weit mit einem sparsamen E-Auto fahren
- 200 km weit, im Eco-Modul auf ebener Strecke, mit einem Pedelec radeln
- nur 600 m weit mit einem dicken SUV auf der Autobahn rasen
- oder ca. 860 ml (knapper Liter) Eis von 0° C zum Kochen (100°) bringen
Ist das 0° kalte Wasser aber bereits vollständig geschmolzen, schafft man ungefähr die zehnfache Menge zum Kochen zu bringen!

Will man diese Energiemenge (1 kWh) in einer Batterie speichern, benötigt man mindestens eine 80 Ah/12V-Type (80 A x 12 V = ca. 960 Wh). Da man aber keine Batterie auf Null entladen kann, muss sie je nach Bauart und angedachter Beanspruchung größer ausfallen. Eine typische Bleibatterie hat dann mindestens eine Kapazität von 160 Ah/12V (K100), eher das Doppelte. Bei einer Lithium-Type kommt man u.U. auch mit 120 Ah hin.
 

Alles klar? 

In die "Feinheiten" mit Joule, u.s.w. möchten wir hier nicht eingehen - sind für den Tagesgebrauch auch nicht vonnöten. 
Sollten einen Fach-Physiker diese einfachen Erklärungen erschrecken, möchten wir uns dafür entschuldigen. Wir bevorzugen es jedoch, lieber der Allgemeinheit etwas verständlich näher zu bringen, als nur für einige Wenige da zu sein. 

Sollte Ihr angeblicher "Solar- oder Windrad-Fachmann" auch auf Kriegsfuß mit Volt und Watt oder kW und kWh stehen - vergessen sie ihn! 

kWh oder Ah?

Im Auto/Freizeit-Bereich und für die Dimensionierung von Solarbatterien wird auch gerne mit Ampere, bzw. Amperstunden (Ah) gerechnet. Hier ist aber Vorsicht geboten. Nicht nur, dass an der Batterie, bzw. einem Solarmodul eigentlich nie genau 12 V anliegen, sondern eher 13 - 14 bzw. 15 - 18 V.  Immer häufiger hat man ja ein 24 oder 48 V-System. Wer dann nur nach dem Strom schaut, hat u.U. Abweichungen von 15 - 400 %! Noch schlimmer wird es, wenn ein A-Wert in Wechselstrom (230 V) einfach auf Gleichstrom, bzw. eine Batterie übertragen wird.

Daher schauen wir lieber nach Watt, bzw. Wattstunden, zumal dies auch die Alltagssprache ist und auf Geräten meist die Leistung in W steht. 

kW oder kVA?

Auch bei den Hersteller-Angaben mancher Elektrogeräte kann es eine böse Überraschung geben, wenn man die Watt-Angabe von z.B. 1200 W einfach mit VoltAmpere gleichsetzt und dann nur einen 1200 VA-Wechselrichter oder Notstrom-Generator dafür anschafft. Theoretisch sind zwar 1 kW = 1kVA und beim Beispiel Glühbirne 100W auch 100 VA, denn beim Strom-Versorger bezahlt man nur die Wirkleistung, bzw. die, je nach Zeit, sich daraus ergebende kWh.
Aber in der Praxis der Selbst-Erzeuger kommt es auch auf die Blindleistung an, die man dann selbst bereits stellen muss. Hat man dann zu knapp kalkuliert, läuft ein Gerät u.U. nicht an. Besonders bei Motoren oder z.B. auch Computern, die mittles günstiger USV ausfallsicher laufen sollen, erlebt man häufig Unterdeckungen von bis zu 60%. Daher lieber etwas draufschlagen, bzw. das von uns zusammen stellen lassen! Manche Pumpen haben einen vierfachen Anlaufstrom, der Kompressor eines Kühlschrankes oft sogar das Zehnfache (statt 60 - 100 W, eher  600 - 1000 W)! 

Im Notfall, wenn etwas unklar ist - lieber fragen. Normalerweise auch gerne uns - per EMAIL! In 2022/23 benötigt man aber viel Geduld. Im Postfach liegen töglich sehr viele EMails mehr, asl wir beargbeiten können. Und Bestellungen haben wir ja auch noch...