Maße und ihre Umrechnung

WEB-Links, eigene Darstellungen

Was bedeuten MW, kW, kWh, kWp usw. ?

Beitragvon admin » Sa 26. Jan 2013, 15:22

Leider wohl unumgänglich ein kleiner Ausflug in die Physik und Mathematik. Die Einheit „Watt“ ist im „SI-System“ (System International) die für „Leistung“ verwendete Maßeinheit (Leistung ist Energie mal Zeit). Sie lässt sich mathematisch über die SI-Basiseinheiten „Kilogramm [kg], Meter [m] und Sekunde [s] darstellen. Watt ist also eine aus den Basiseinheiten abgeleitete Einheit. Sie wurde zur Ehre des schottischen Wissenschaftler James Watt nach ihm benannt.
WIKI hat geschrieben:Ein Watt ist gleich der Leistung, um

innerhalb einer Sekunde eine mechanische Arbeit von einem Joule zu verrichten, also beispielsweise

innerhalb einer Sekunde über die Strecke von einem Meter die Kraft von einem Newton aufzuwenden – etwa um eine normale Tafel Schokolade in einer Sekunde um einen Meter anzuheben;

bei einer elektrischen Spannung von einem Volt einen elektrischen Strom von einem Ampere fließen zu lassen , oder

ein Gramm Wasser von 15 °C innerhalb einer Minute um ca. 14,3 K zu erwärmen. (auf dann 29,3 °C)


Nun ist 1 W weder die kleinst mögliche Leistung, noch die Größte. Wie im Dezimalsystem üblich bei größeren Energiemengen um das jeweils (mehr)tausendfache größer oder um jeweils ein Tausendstel kleiner angegeben werden.

Kleiner : 1 W / 1.000 = 1mW (Milliwatt) (es geht auch noch kleiner)

Größer :
1.000 W = kW (Kilowatt) oder 10 x 13 Watt
1.000.000 W = MW (Megawatt) oder 10 x 16 Watt
1.000.000.000 W = GW (Gigawatt) oder 10 x 19 Watt
1.000.000.000.000 W = TW (Terawatt) oder 10 x 112 Watt
1.000.000.000.000.000 W = PW (Petawatt) oder 10 x 115 Watt

Diese Darstellung – wenn es sich um große Leistung handelt - wird je nachdem wie es beim Leser wirken soll, nicht immer auf die möglichst „ergonomische“ Darstellung zurückgegriffen, sondern da hat ein AKW (z.B. Biblis Block A) keine 1,2 GW sondern „optisch“ die „größere“ Leistung von 1.200 MW. Wer also die Größe einer Leistung betonen möchte, nimmt die Stufe mit möglichst vielen Nullen, was dann gleich schön anschaulich „groß“ aussieht.

Leistung ist Energie mal Zeit
Gebräuchlich ist dabei die Stunde = [h] So ist es wenig verwunderlich, wenn allgemein von kWh (= kW mal h) geredet wird. Die kann auch auf alle Darstellungen angewendet werden (kWh, MWh, GWh, TWh und PWh) Wird das Kilo noch klein geschrieben, werden alle anderen nur mit einem Großbuchstaben korrekt geschrieben. Der Grund, das Kilo ist sowohl eine SI-Basiseinheit, als auch das „tausendfache“ einer Einheit. Die Beziehung ist also k mal W mal h. Doch das Multiplikationszeichen darf wegfallen – ist aber selbstverständlich immer noch „mathematisch“ präsent.

So wird auch dieser Zusammenhang besser klar. Oft wird von einer Jahresleistung gesprochen was z.B. so aussieht [MWh/a] Ein Jahr [a] hat 8.760 h 1 kW mal 8.760 h/a ergibt in MWh/a = 8,76 MWh/a. Ob nun 8.670 kWh/a oder 1 kWh/a auf Megawatt errechnet wird der Wert durch tausend geteilt korrekt in „Mega“ (Rechenwert mal Tausend) korrekt dargestellt.

Am Beispiel „Biblis A“ 1.200.000.000 W mal 8.670 h / a kommen 10.404.000.000.000 Wh/a heraus was doch irgendwie unübersichtlich wirkt. So sieht das schon übersichtlicher aus :

10.404.000.000.000 Wh/a / 1.000.000 = 10.404.000 MWh/a (noch schön groß aber unübersichtlich)

10.404.000.000.000 Wh/a / 1.000.000.000 = 10.404 GWh/a (noch schön groß und unübersichtlich)

10.404.000.000.000 Wh/a / 1.000.000.000.000 = 10,4 TWh/a (nur noch unübersichtlich)

wer gar auf Petrawatt „umsteigt“ macht psychologisch ganz das Verkehrte – was einmal sooo schön groß aussah ist nun geradezu winzig :

10.404.000.000.000 Wh/a / 1.000.000.000.000.000 = 0,0104 PWh/a „nullkomma sooo klein“ :shock:

Dieser kleine Ausflug scheint mir notwendig. Die jeweilige „Seite“ in einer Diskussion greift gerne zu solchen „Stilmitteln“. Das gilt es zu durchschauen. Besonders wenn etwas miteinander verglichen werden soll.

Nun noch das ominöse kleine „p“ hinter der Leistungsangabe von Photovoltaikanlagen (PV). Was will uns das sagen ?
Im Grund ist das eine Bezeichnung, die wohl klar macht, hier ist keinesfalls eine sicher zu erwartende dauerhafte Leistung dieser besonderen „Generatoren“. Da die Leistung von mehreren Faktoren gleichzeitig abhängig ist, kann die tatsächliche Leistung einer solchen Anlage nur im „Nachhinein“ ermittelt werden. Da es es sich beim „Wetter“ um wenig exakt voraussehbare Ereignisse handelt, andererseits

die geografische Lage,
die Dachausrichtung,
die Dachneigung,
die Jahres- und Tageszeiten

und die sich daraus ergebenden Werte für einen Wp/m² eines bestimmten Solarmoduls oder Photovoltaikmoduls bestimmend sind, muss diese Angabe als reiner Rechenwert verstanden werden. Ein Wert, der abhängig von lokaler Wetterlage, Tages- und Jahreszeit zwischen 0 % und tatsächlich auch über 100 % der Leistungsangabe in kWp liegen kann. Letzteres ist eine Ausnahme die eher selten zutrifft. Ganz sicher darf diese Leistungsangabe nicht mit den weitgehend unveränderlichen Werten der bislang die Energieerzeugung dominierenden Kraftwerkstypen verwechselt werden.

Ist bei so einem Verhalten ein derartiger „Generator“ überhaupt eine vertretbare Lösung ? Wer das gesamte el. Netz so beibehalten möchte, wie es über praktisch ein Jahrhundert inzwischen „gewachsen“ ist, wird eher nicht damit „leben“ können. Doch was bitte ist keinem Wandel unterworfen ?
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Maße und ihre Umrechnung

Beitragvon admin » So 26. Jan 2014, 13:23

Die folgenden Darstellungen werden weiter vervollständigt

Warum ist mir das überhaupt so wichtig ? Warum soll sich jemand mit Zahlen und Berechnungen herumschlagen ?

Weil mir meine lieben Mitmenschen wie Frösche vorkommen - Frösche in einem Topf mit langsam sich zum Siedepunkt hin erwärmendem Wasser - keiner merkt etwas, zu klein die fühlbare Veränderung - bis, ja bis alle gekocht sind...

Doch wir sind keine Frösche, "wir" haben nutzbaren Verstand. Doch den nutzen anscheinend nur ganz Wenige - so lasst uns in Ruhe gar werden...

Jemand hat das auf englisch so formuliert - Guy R. McPherson :
Apparntly the cancer of industrial culture removes cognitive capacity befor it kills the host


In dessen Buch "Walking Away from Empire - A Personal Journey" habe ich einige Zahlen und Vergleiche gefunden welche mich gleichermaßen erschüttert haben, wie ich den Werten - allesamt keine "SI-Einheiten" - geradezu "hilflos gegenüberstand" :

... we´re using oil (die Amis !) at the rate of about 5,500 cfs (cubic feet per second)
We burn a cubic mile of crude oil every year ... Filling that cube with oil takes nearly 200 billion gallons...
BP (formerly known as British Petroleum) has a 100-million-barrel reservoir off the kost of Alaska. .... This seemingly large supply of oil will meet U.S. demand for less than a week...

Wem das zu viel Englisch ist, möge http://translate.google.com/ nutzen. Mir schienen die genannten Zahlen bedürfen dringender einer "Übersetzung"

Was in verständlicher Sprache sind "5,500 cfs" :?: Das Komma ist kein Komma ! So sieht der Wert aus : 5500 oder 5.500. Vorweg ein Fuß = 0,3048m

Ein "Cubic feet" = 0,3048 * 0,3048 * 0,3048 = 0,028316846592 m³ * 5.500 = 155,742656256 also 155,7 m³ pro Sekunde = 9.345 m³ pro Minute = 560.674 m³ pro Stunde = 13.456.166 m³ pro Tag = 4.911.500.408 m³ pro Jahr

Letzteres etwas "unübersichtlich" - wem es hilft das entspricht einem "Behälter" von 4.911.500.408 / 1.000.000.000 = ~4,9 km³ (Kubikkilometer)

Wie später sichtbar wird bei dem Wirrwarr von Meilen die da verfügbar sind, ergibt eine "Meile (International) = Status Mile" aber auch eine "Meile (USA)" 4,16 km³ aber was soll das vermutlich hat der Autor mit "5.500 cfs" etwas nur annähernd genau beziffert. In Anbetracht der Tatsache, "die Amis" konsumieren das mit geringen Schwankungen jedes der vergangenen Jahre seit 1990, eigentlich eher nebensächlich. In "US-petro barell" gemessen kommen mindestens 1 cubic mile = 26.217.074.938 barell - 26,2 Milliarden Fässer oder angloamerikanisch 26,2 billion barell heraus. Das ist etwa ein Viertel des gesamten Weltbedarfs :roll:

Da erstaunt schon eher, das die ach so gigantischen Mengen des Alaska BP Oil nur knapp eine Woche den amerikanischen Ölhunger stillen kann.

Oder jedes Jahr verpulvert "die Welt" ähm "Homo sapiens" rund 17 km³ Erdöl ... :shock:
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Längen / Entfernungen

Beitragvon admin » So 26. Jan 2014, 14:17

Um größere Zahlen besser lesbar zu machen, verwende ich nach drei Stellen einen Punkt. Ein Komma kennzeichnet Teile <1
Leider ist auch diese Schreibweise nicht "international" und weicht von der "zuständigen DIN-Norm" ab, ist aber erfahrungsgemäß leichte zu interpretieren

SI-Einheit

m = Meter

cm = Zentimeter = 0,01m

mm = Millimeter = 0,001m

km = Kilometer = 1.000 m

NICHT SI-Einheit bezogen auf Meter bzw. das Vielfache der og. Maße

1 Zoll / Inch = 0,0254 m (2,54 cm) / 1 m = 39,370 Zoll (Schreibweise = 1" = 1 Zoll)

1 Fuß = 0,3048 m / 1 m = 3,2808 Fuß

1 Yard = 0,9144 m / 1 m = 1,0936 Yard (kommt für grobe Schätzungen dem Meter am nächsten)

1 Meile (International) = 1.609,3440 m = 1,609344 km

1 Meile (USA) = 1.609,3472 m = 1,6093472 km

1 Seemeile (nautische Meile) = 1.852,0m = 1,852 km

oder aber allerlei Meilen in Meter wer historische Werte mit SI-Einheit Meter vergleichen muss bzw. möchte

Wer nun Fläche, bzw. den Rauminhalt vergleichen möchte, muss entweder die hier genannten Maße quadrieren n² = n * n (Wert "n" einmal mit sich selbst multipliziert)

oder n³ = n * n * n "die Kubikzahl" errechnen (Wert "n" zweimal mit sich selbst multipliziert)

Vorsicht - bei Errechnen von z.B. "einer Kubikmeile" die danach in km³ dargestellt werden soll, empfiehlt es sich bereits mit BASIS-Werten in Metern bzw. km zu rechnen

Um dies zu erleichtern werde ich einige Flächen bzw. den Rauminhalt der gebräuchlichsten Nicht-SI-Einheiten vorab berechnen
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Flächen

Beitragvon admin » So 26. Jan 2014, 15:19

"Zoll / Inch" im Quadrat

0,0254 m * 0,0254 m = 0,00064516 m² = 6,4516 cm² = 645,16 mm²

"Fuß" im Quadrat

0,3048 m * 0,3048 m = 0,09290304 m²
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