Energie-Glossar · W
Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis nutzbarer Ausgangsleistung zur zugeführten Leistung beziehungsweise entsprechender Energiemengen. Ein sinnvoller Vergleich setzt gleiche Systemgrenzen und Betriebsbedingungen voraus.
Belegt durch:energy-efficient-products.ec.europa.eu 1umweltbundesamt.de 2
Rechenbeispiel: drei Umwandlungen
Einzelschritte
Gesamtkette
Die wichtigsten Informationen zu Wirkungsgrad
- Formel: Nutzleistung geteilt durch Eingangsleistung.
- Einzelkomponente und Gesamtsystem sind nicht dasselbe.
- Bei einer einfachen Umwandlungskette multiplizieren sich die Einzelwerte.
- COP und Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe verwenden andere Bezugsgrößen.
Wie rechnet man richtig?
Ein vereinfachtes Beispiel: Aus 10 kW elektrischer Eingangsleistung entstehen 9 kW mechanische Nutzleistung. Der Wirkungsgrad beträgt 90 Prozent. Bei drei aufeinanderfolgenden Schritten mit jeweils 90 Prozent ergeben sich 0,9 × 0,9 × 0,9 = 72,9 Prozent. Diese Multiplikation setzt eine passende Systemabgrenzung ohne zusätzliche unberücksichtigte Energiezuflüsse voraus.
Warum sind Pauschalwerte ungeeignet?
Die Europäische Kommission definiert den Motorwirkungsgrad über mechanische Ausgangs- und elektrische Eingangsleistung. Anforderungen und reale Werte hängen unter anderem von Leistung und Betriebspunkt ab. Nicht jeder Motor erreicht pauschal mehr als 90 Prozent. Auch ein Maximalwert im Datenblatt beschreibt nicht automatisch die Effizienz im tatsächlichen Jahresbetrieb.
Wie sind Wärmepumpen einzuordnen?
Der COP setzt abgegebene Wärmeleistung ins Verhältnis zur eingesetzten elektrischen Leistung. Zusätzlich wird Umweltwärme aufgenommen. Ein COP über eins verletzt daher keine Energiebilanz. Die Jahresarbeitszahl betrachtet entsprechende Energiemengen über ein Jahr. Sie ist nicht allein aus einem günstigen Prüfpunkt abzuleiten.
Was gehört zu einem Angebotsvergleich?
Verlangen Sie Angaben zu Systemgrenze, Hilfsenergie und Lastzustand. Bei Brennstoffen ist außerdem zwischen Heizwert- und Brennwertbezug zu unterscheiden. Ein Nutzungsgrad über einen Zeitraum ist nicht zwangsläufig kleiner als jeder denkbare momentane Wirkungsgrad. Wirtschaftlichkeit hängt zusätzlich von Investition, Betriebsstunden, Energiepreis und Nutzungsanforderung ab. Eine Prozentzahl allein ist deshalb keine ausreichende Kaufentscheidung.
Quellen & Verweise
- Europäische Kommission — Europäische Kommission – Electric Motors. energy-efficient-products.ec.europa.eu · Abruf
- Umweltbundesamt — Umweltbundesamt – Umgebungswärme und Wärmepumpen. umweltbundesamt.de · Abruf
Häufige Fragen zu Wirkungsgrad
Sind drei Schritte mit jeweils 90 Prozent zusammen ebenfalls 90 Prozent effizient?
Nein. Im vereinfachten Beispiel ergeben sie 72,9 Prozent.
Ist ein COP von vier ein Wirkungsgrad von 400 Prozent?
Er ist eine Leistungszahl mit Strom als Bezugsgröße; die zusätzlich aufgenommene Umweltwärme muss in einer vollständigen Energiebilanz berücksichtigt werden.