Umrechnung von Kilowattstunden in Joule

Informationen über Kilowattstunde (kWh)

Die Kilowattstunde ist eine Energieeinheit und entspricht der Energie, die ein Kilowatt Leistung in einer Stunde liefert, also genau 3,6 Millionen Joule. Ihr Zeichen ist kWh. In ihr wird praktisch aller Strom der Welt gekauft und verkauft.

Ihre Form erklärt ihren Nutzen. Leistung mal Zeit ergibt Energie, sodass ein in Watt angegebenes Gerät und eine Dauer in Stunden eine Zahl liefern, die sich unmittelbar von einer Rechnung ablesen lässt. Ein Zwei-Kilowatt-Heizgerät, das drei Stunden läuft, verbraucht sechs Kilowattstunden, und zwischen dem Typenschild und der Zahl am Zähler ist keine Umrechnung nötig.

Der Hausverbrauch liegt auf einer begreiflichen Skala. Ein typischer europäischer Haushalt nutzt zwischen 2000 und 5000 Kilowattstunden im Jahr, ein amerikanischer eher 10 000. Einmal Wasserkocher kostet rund 0,1, eine Waschmaschinenladung etwa 0,7, ein moderner Kühlschrank rund 200 im Jahr. Diese Zahlen machen die Einheit zu einem wirksamen Werkzeug, um zu überlegen, wohin die Energie in einem Haushalt tatsächlich geht.

Elektrofahrzeuge haben ihr ein neues Publikum verschafft. Die Batteriekapazität wird in Kilowattstunden angegeben, bei einem Personenwagen meist zwischen 40 und 100, und die Effizienz in Kilowattstunden je hundert Kilometer, dem elektrischen Gegenstück zu Litern je hundert Kilometer. Die Ladeleistung in Kilowatt bestimmt danach, wie lange die Übergabe einer bestimmten Energiemenge dauert.

Die Einheit gehört nicht zum SI und wird mitunter dafür getadelt, eine Einheit mit Vorsatz mit einer nicht zum SI gehörenden Zeiteinheit zu verbinden. Das Megajoule ist die formal richtige Alternative, und einige Länder rechnen Gas tatsächlich in Megajoule oder Gigajoule ab, doch die unmittelbare Verbindung der Kilowattstunde zu den Leistungsangaben der Geräte hat sie beim Strom überall vorherrschend gehalten.

Größere Vielfache tragen die Stromwirtschaft. Die Megawattstunde ist die Einheit des Großhandels, die Gigawattstunde beschreibt die Erzeugung eines Kraftwerks an einem Tag, und die Terawattstunde dient dem Jahresverbrauch eines Landes.

Tarife haben aus der Einheit ebenso ein Signal wie ein Maß gemacht. Zeitabhängige Preise verlangen je Kilowattstunde nach Tageszeit unterschiedliche Beträge, Großhandelsmärkte rechnen in Halbstundenblöcken ab, und in Zeiten starken Windes bei geringer Nachfrage ist der Preis negativ geworden, sodass Erzeuger fürs Weiterliefern zahlen. Haushalte mit Speicher oder Elektroauto verschieben ihren Verbrauch in die billigen Stunden, was die Last im Netz glättet. Die Kilowattstunde ist zudem die Einheit, in der die Kohlenstoffintensität des Stroms gemeldet wird, in Gramm Kohlendioxid je Kilowattstunde, was den Erzeugungsmix eines Landes an einer einzigen Zahl messbar macht.

Eine Kilowattstunde entspricht 3,6 Millionen Joule, 3600 Kilojoule oder etwa 860 Kilokalorien.

Informationen über Joule (J)

Das Joule ist die SI-Einheit für Energie, Arbeit und Wärme. Sein Zeichen ist J. Ein Joule ist die Arbeit, die verrichtet wird, wenn eine Kraft von einem Newton ihren Angriffspunkt um einen Meter verschiebt, und ebenso die Energie, die abgegeben wird, wenn ein Watt Leistung eine Sekunde lang fließt.

Diese Gleichwertigkeit ist der Grund für die Einheit. Vor dem neunzehnten Jahrhundert galten Wärme und mechanische Arbeit als verschiedene Dinge, gemessen in verschiedenen Einheiten, Wärme in Kalorien und Arbeit in Fußpfund. James Prescott Joule wies über Jahre nach, dass eine feste Menge mechanischer Arbeit stets dieselbe Wärmemenge erzeugt, am bekanntesten, indem er Wasser mit einem von fallenden Gewichten getriebenen Schaufelrad rührte und den Temperaturanstieg maß. Diesen Umrechnungskurs festzulegen, das mechanische Wärmeäquivalent, vereinte Mechanik und Thermodynamik zu einem einzigen Fach.

Weil es über die Basiseinheiten definiert ist, verbindet das Joule alles. Es ist ein Newtonmeter, eine Wattsekunde, ein Coulombvolt und ein Kilogramm Meter zum Quadrat je Sekunde zum Quadrat, und jede dieser Formen begegnet im Gebrauch, je nachdem welcher Zweig der Physik spricht. Elektrische, mechanische, thermische und chemische Energie werden alle in derselben Einheit gezählt, was eine Energiebilanz über ein ganzes System überhaupt erst möglich macht.

Der Maßstab ist auf nützliche Weise menschengroß. Einen Apfel einen Meter zu heben kostet etwa ein Joule. Ein Herzschlag verbraucht ungefähr ein Joule. Ein vom Schreibtisch fallendes Lehrbuch setzt rund zehn frei. Darunter wird das Joule unhandlich und die Einheiten mit Vorsatz übernehmen; darüber tun Kilojoule und Megajoule dasselbe.

Die Energie von Lebensmitteln wird eigentlich in Joule gemessen, und Etiketten in Australien, Neuseeland und der Europäischen Union geben Kilojoule neben oder anstelle von Kalorien an. Die Kalorie überlebt im allgemeinen Gebrauch vor allem aus Gewohnheit, und die Umrechnung, eine Kalorie gleich 4,184 Joule, ist per Definition festgelegt und nicht gemessen.

Ernährung, Ballistik, Batteriekapazität, Laserleistung, Sprengkraft und die von einem Erdbeben freigesetzte Energie werden allesamt in Joule oder seinen Vielfachen angegeben, was den unmittelbaren Vergleich von Größen aus völlig verschiedenen Bereichen erlaubt.

Ein Joule entspricht einem Newtonmeter, einer Wattsekunde, etwa 0,239 Kalorien oder rund 0,000278 Wattstunden.