Der Wirkungsgrad gibt an, welcher Anteil der eingesetzten Energie in die gewünschte Form umgewandelt wird. Er wird meist in Prozent angegeben und mit dem griechischen Buchstaben η (Eta) abgekürzt.
Die Formel
Es gilt: Wirkungsgrad = Nutzen ÷ Aufwand. Macht ein Elektromotor aus 100 Teilen zugeführter elektrischer Energie 80 Teile Bewegung, beträgt sein Wirkungsgrad 80 Prozent. Die übrigen 20 Prozent werden zu Wärme, die niemand braucht.
Verloren geht die Energie dabei nicht – sie liegt nur in einer Form vor, die sich nicht mehr nutzen lässt. Weil bei jeder Umwandlung solche Verluste entstehen, liegt der Wirkungsgrad technischer Geräte immer unter 100 Prozent.
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Beispiele aus dem Alltag
- Glühlampe: Sie wandelt nur einen kleinen Teil des Stroms in Licht um, der Großteil wird zu Wärme. LED-Lampen sind deutlich effizienter und brauchen für die gleiche Helligkeit viel weniger Strom.
- Netzteile und Ladegeräte: Dass sie warm werden, zeigt die Verluste bei der Umwandlung.
- Kraftwerke: Moderne Gaskraftwerke erreichen einen deutlich höheren Wirkungsgrad als alte Kohlekraftwerke. Bei einem Kraftwerk mit Kraft-Wärme-Kopplung wird die Abwärme zusätzlich zum Heizen genutzt.
Mehr als 100 Prozent?
Manchmal liest man Werte über 100 Prozent. Das widerspricht nicht der Physik, sondern hat mit der Bezugsgröße zu tun. Eine Wärmepumpe liefert mehr Wärme, als sie Strom aufnimmt, weil sie zusätzlich kostenlose Umweltwärme aus Luft, Erde oder Wasser nutzt. Für sie gibt man deshalb statt eines Wirkungsgrads eine Leistungszahl oder Jahresarbeitszahl an.
Auch bei Brennwertheizungen werden teils Werte über 100 Prozent angegeben. Hier liegt es daran, dass der Wert auf den Heizwert bezogen wird, das Gerät aber zusätzlich Wärme aus dem Wasserdampf im Abgas zurückgewinnt (siehe Brennwert und Zustandszahl).
Bezug zur Rechnung
Ein höherer Wirkungsgrad bedeutet: weniger Kilowattstunden für den gleichen Nutzen. Das gilt für die Lampe ebenso wie für Kühlschrank, Heizung oder Kraftwerk. Beim Gerätekauf hilft das Energielabel, sparsame Modelle zu erkennen. Weitere Ansatzpunkte finden Sie im Ratgeber Strom sparen.
Allgemeine Information, keine Rechts- oder Energieberatung im Einzelfall. Maßgeblich sind Ihr Vertrag, die Bedingungen Ihres Versorgers und die aktuelle Rechtslage.