Stromverbrauch-Strombedarf berechnen

Alles Strom oder watt 😉

Manche Menschen stehen mit dem Strom und den Berechnungen auf Kriegsfuß. Klar, nicht jeder muss die Zusammenhänge zwischen Strom, Spannung, Ampere, Volt, Watt etc. kennen.
Die meisten Menschen möchten einfach wissen wie sie eine Kaffeemaschine oder Fön betreiben können und fragen sich, geht das, wie geht das und reicht meine Batterie dafür aus oder wie belastet z.B. ein Kühlschrank meine Batterie. Wie soll ein Laie auch damit klar kommen, wenn Begrifflichkeiten dauernd durcheinander geschmissen werden? Warum wird nicht eine einheitliche Maßeinheit für alles angegeben, wo jeder Mensch mit klar kommt? Klar, so ist es physikalisch korrekt, aber muss die Welt für Normalmenschen so kompliziert sein und muss man alles hin und her rechnen?
Also, ich versuchs mal zu erklären…

Elektrizität

Grafik: DigiMik

Begriffe

Volt (V)
Das ist die Spannung des Stromes, vergleichbar mit dem Wasserdruck in einem Wasserschlauch.

Ampere (A)
Das ist die Strommenge die durch einen elektrischen Leiter fließt, vergleichbar mit der Dicke (Volumen) eines Wasserschlauches.

Watt (W)
Damit bezeichnet man die Leistung eines fließenden Stromes. Also wenn ihr mit dem Wasserschlauch versucht, einen Apfel weg zu schießen. Je höher der Druck und/oder die Wassermenge, desto größere Dinge könnt ihr weg schießen 😉
Hieraus ergibt sich die Formel: V x A = W
Auf manchen Geräten findet ihr daher auch die Bezeichnung VA.

Watt Peak (Wp)
Diese Bezeichnung findet ihr insbesondere als Leistungsangabe bei Solaranlagen vor. Engl. Peak heißt Spitze, das ist also die größtmögliche Leistung die mit einer Solaranlage gewonnen werden kann. Da die Sonneneinstrahlung unterschiedlich ist, macht es hier keinen Sinn, einfach nur Watt anzugeben.

Amperestunde (Ah)
Das ist die verbrauchte/entnommene Strommenge in einer Stunde. Den Wasserhahn für euren Wasserschlauch könnt ihr mal zudrehen, dann weit oder nur wenig aufdrehen. Das Wasser, was in einer Stunde durch den Schlauch geflossen ist dann vergleichbar mit einer Ah, nur als Strom eben. Dies führt in der Praxis oft zu Rechnereien und beim Laien zu Unverständnis bei der Berechnung des Strombedarfs. Meine U. meint immer, warum steht nicht überall Watt drauf? Bei ner Batterie mit 2.000 W könnte ein Fön mit 1.000 W 2 Stunden laufen, meint sie…
Man merkt, die Zeit spielt immer eine Rolle, darum muss die auch berücksichtigt werden und man kommt an die Umrechnerei von Watt bezüglich Zeit und Strommenge also Ah nicht vorbei.

Die Berechnungen

Wir haben das Glück, dass unser Bordnetz eine einheitliche Spannung von 12 oder 24 V hat, so muss nicht noch mit unterschiedlichen Spannungen gerechnet werden. Eigentlich ist das auch gar nicht so schlimm, wenn man das Prinzip erst einmal verinnerlicht hat.
Wir erinnern uns, V x A = W, umgestellt W / V = A.
Beispiel: Ihr habt ein Radio, das 12 W verbraucht. 12 W / 12 V = 1 A. Würdet ihr das Radio eine Stunde laufen lassen, hättet ihr eurer Batterie 1 Ah entnommen.
Jetzt kommt die Zeit: Würde das Radio nur eine halbe Stunde laufen, wären das nur 0,5 Ah. So kommt es, dass ein Kühlschrank mit nur 60 W über 24 h hinweg gut 60 Ah zieht, aber der Häcksler der Toilette mit gut 15 A bzw. 180 W über den Tag nur 1 Ah!
Fällt euch was auf? Mit ein Grund, warum in zumeist größeren Fahrzeugen 24 V-Batterien verbaut werden? Rechnet mal mit 24 V, dann würden bei dem Radio in einer Stunde nur 0,5 Ah der Batterie entnommen.

Auf diese Weise könnt ihr den Strombedarf für einen Tag an Hand eurer Geräte und Nutzung leicht ausrechnen. Ihr könnt auch meinen Online-Rechner verwenden, erspart den Taschenrechner 🙂

Und wie lange hält dann eine Batterie?

Nehmen wir an, ihr hättet einen tägl. Strombedarf von 25 Ah und eine volle Batterie mit einer Strommenge von 100 Ah. 100 Ah / 25 Ah/Tag = 4 Tage. Allerdings ist dies nur theoretisch, eine Blei/Säure Batterie (dazu gehören auch Blei-Gel u. AGM) sollte nicht mehr als um 30%, max. 50% entladen werden. Ihr könntet also 2 Tage ohne neuerliches Laden stehen.

Ich hoffe, ich konnte den Stromlaien das Thema etwas verständlicher machen.

In meinem Artikel Energetisch Autark findet ihr beispielhaft eine Tabelle der gängigen Verbraucher in Bezug auf Leistung und Zeit, was die so an einem Tag saugen und wie die Strommengen über Solar je nach Jahreszeit mit welchem Paneel ausgeglichen werden können.

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2 Kommentare

  1. Interessante Seite. Vielen Dank dafür.

    Man kann physikalische Sachverhalte auch so vereinfachen, dass der Laie sie versteht und er bei Bedarf sein neues Wissen trotzdem verwirrungsfrei vertiefen kann.

    Das Formelzeichen für die elektrische Spannung ist U. Gemessen wird sie in der Einheit 1V. Die Analogie zum Wasserdruck ist akzeptabel.

    Diese Spannung treibt in einem geschlossenen elektrischen Stromkreis (nur dann kann Strom fließen), besagte Ladungsträger, meist Elektronen, zu einer gerichteten Bewegung an. Große Spannung, großer Antrieb. Je nach Leitungsmaterial (je nach Wasserschlauchquerschnittsfläche) wird den Elektronen ein Widerstand entgegengesetzt. Der heißt R und wird in der Einheit 1Ohm gemessen. Schafft die Spannung U es, in 1 Sekunde ca. 6 Trillionen Elektronen durch den Leiterquerschnitt zu jagen, fließt ein elektrischer Strom der Stärke 1 Ampere. Die Dicke des Wasserschlauches wäre also eher ein Maß für den Widerstand R.

    Die Stromstärke (heißt I) ist also mitnichten eine Strommenge, sondern eher eine Ladungsmenge, die in genau einer Sekunde an genau jeder Stelle des Leiters vorbeikommt. Vergleichbar etwa mit dem Wasservolumen, das in einer Sekunde aus dem Schlauchende läuft. Fließt dieser Strom von 1 A (also die 6 Trillionen Elektronen pro Sekunde) nun genau 1h lang, wurde eine Ladung von 1 Ah transportiert. Fließt ein doppelt so großer Strom I=2 A, ist die Ladung von 1 Ah bereits nach einer halben Stunde “abgeflossen”…

    Das Wasser, das in einer Stunde durch den Schlauch geflossen ist, entspricht also nur dann 1 Ah, wenn im Durchschnitt diese Stunde lang ein Strom der Stärke von genau 1 A geflossen ist. Fließt ein Strom der Stärke 0,1 A, dauert es 10 Stunden, bis die Ladung von 1 Ah den Akku verlassen hat.

    Mit R=U/I stellt man den Zusammenhang zwischen diesen drei Grundgrößen (für den Gleichstromfall) her.

    Zu Leistung und Energie (bzw. Arbeit) vielleicht so viel:

    Der Akku/die Batterie ist ein Energiespeicher. Die in ihm/ihr max. enthaltene Energie E wird in Wh angegeben. Ein typischer Wert wäre 1200 Wh. Das bedeutet, dass dieser Akku 1 h lang ein Gerät mit einer Leistung von 1200 W(att) versorgen kann oder 10 h lang eines mit 120 W Leistung. Leistung ist also Energie/Zeit (eigentlich Arbeit/Zeit, weil Arbeit die Prozessgröße ist). In diesem Akku mit einem Energieinhalt von 1200 Wh ist ergo, wenn er “voll” ist, eine elektrische Ladung von 100 Ah gespeichert bei einer Spannung von 12 V. Sollte er eine Spannung von 24 V besitzen, stecken in ihm nur 50 Ah, also nur halb so viele Elektronen, die arbeiten wollen, dafür aber das Doppelte schaffen, weil ihr Antrieb doppelt so groß ist, wie der der “12 V-Elektronen”.

    Grüße, Robert.

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