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Gymnasium 10 · Physik
Lücken im Lehrplan: Körper, Magnetfeld, Wirkungsgrad, Strahlung und Bewertung · Wirkungsgrad und Energieeffizienz

Stromrechnung und Produktinformationen

Familie Schneider aus Dortmund bekommt jedes Jahr eine Stromrechnung. Dort stehen Zahlen wie kWh, ct/kWh, Grundpreis und Abschlag. Mia fragt sich: Woher kommt der Betrag? Und lohnt sich ein neuer Kühlschrank wirklich, wenn er viel teurer ist? Am Ende dieser Seite kannst du beides beantworten.

Energie, Leistung und Kilowattstunde

Ein Föhn mit hoher Leistung ist nicht automatisch teuer. Entscheidend ist, wie lange er läuft. Das steckt in der Gleichung für die elektrische Energie.

Die Kilowattstunde ist die Einheit auf dem Stromzähler und der Stromrechnung. Es gilt $1\,\text{kWh} = 3{,}6\cdot10^{6}\,\text{J}$. Der Grund: Eine Stunde hat 3600 s und ein kW sind 1000 W, also $1000\,\text{W}\cdot 3600\,\text{s} = 3{,}6\cdot 10^6\,\text{J}$.

Üben★☆☆Nicht begonnen
Ein Gerät mit $2{,}0\ \text{kW}$ läuft $3\ \text{h}$. Berechne die verbrauchte Energie in kWh.

Ein Gerät mit $2{,}0\ \text{kW}$ läuft $3\ \text{h}$. Berechne die verbrauchte Energie in kWh.

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Üben★☆☆Nicht begonnen
Eine kWh kostet $0{,}35\ €$. Berechne die Kosten für $120\ \text{kWh}$.

Eine kWh kostet $0{,}35\ €$. Berechne die Kosten für $120\ \text{kWh}$.

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Die Stromrechnung lesen

Der Stromzähler im Keller zählt die verbrauchte Energie in kWh. Der Jahresverbrauch ist die Differenz zweier Zählerstände:

$$E = \text{Zählerstand}_\text{Ende} - \text{Zählerstand}_\text{Anfang}$$

Die Kosten setzen sich aus zwei Teilen zusammen:

Meist zahlst du jeden Monat einen festen Abschlag. Am Jahresende vergleicht der Anbieter: Waren die Abschläge zu niedrig, gibt es eine Nachzahlung; waren sie zu hoch, ein Guthaben.

Üben★★☆Nicht begonnen
Familie Schneider aus Dortmund liest den Zählerstand ab: Anfang des Jahres $12.450\ \text{kWh}$, Ende $15.050\ \text{kWh}$. Der Arbeitspreis beträgt $0{,}34\ €$ pro kWh,…

Familie Schneider aus Dortmund liest den Zählerstand ab: Anfang des Jahres $12.450\ \text{kWh}$, Ende $15.050\ \text{kWh}$. Der Arbeitspreis beträgt $0{,}34\ €$ pro kWh, der Grundpreis $120\ €$ pro Jahr.

  1. a) Berechne den Jahresverbrauch.
  1. b) Berechne die Jahreskosten.
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Üben★★★Nicht begonnen
Eine Stromrechnung enthält: Verbrauch $3.200\ \text{kWh}$, Arbeitspreis $0{,}32\ €$/kWh, Grundpreis $9{,}50\ €$ pro Monat, Abschlag $90\ €$ pro Monat. a) Berechne die…

Eine Stromrechnung enthält: Verbrauch $3.200\ \text{kWh}$, Arbeitspreis $0{,}32\ €$/kWh, Grundpreis $9{,}50\ €$ pro Monat, Abschlag $90\ €$ pro Monat.

  1. a) Berechne die Jahreskosten.
  1. b) Bestimme, ob Nachzahlung oder Guthaben entsteht.
  1. c) Berechne einen angemessenen neuen Abschlag.
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Betriebskosten und Standby

Beim Kauf zählt nicht nur der Preis im Laden. Über die Lebensdauer kommen die Betriebskosten (Stromkosten) dazu:

$$\text{Gesamtkosten} = \text{Anschaffungspreis} + \text{Betriebskosten pro Jahr}\cdot\text{Jahre}$$

Ein sparsames Gerät ist teurer in der Anschaffung, aber billiger im Betrieb. Die Amortisationszeit sagt, nach wie vielen Jahren sich der Mehrpreis durch die Ersparnis ausgezahlt hat:

$$\text{Amortisationszeit}=\frac{\text{Mehrpreis}}{\text{jährliche Ersparnis}}$$ Gesamtkosten über die Jahre: Das teure, sparsame Gerät startet höher, steigt aber flacher und schneidet die andere Gerade. Kosten in € Jahre Gerät A (billig, viel Strom) Gerät B (teuer, sparsam) Amortisation 0

Auch der Standby-Betrieb kostet, weil er rund um die Uhr läuft. Kleine Leistungen summieren sich: Das Jahr hat $8\,760\,\text{h}$.

Üben★★☆Nicht begonnen
Ein alter Kühlschrank verbraucht $400\ \text{kWh}$ pro Jahr, ein neuer $150\ \text{kWh}$. Strom kostet $0{,}35\ €$ pro kWh. Der neue Kühlschrank kostet $600\ €$. a)…

Ein alter Kühlschrank verbraucht $400\ \text{kWh}$ pro Jahr, ein neuer $150\ \text{kWh}$. Strom kostet $0{,}35\ €$ pro kWh. Der neue Kühlschrank kostet $600\ €$.

  1. a) Berechne die jährliche Ersparnis.
  1. b) Nach wie vielen Jahren hat sich die Anschaffung amortisiert?
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Üben★★☆Nicht begonnen
Ein Fernseher hat im Betrieb $90\ \text{W}$ und im Standby $0{,}5\ \text{W}$. Er läuft täglich $4\ \text{h}$ und ist sonst im Standby. a) Berechne den Jahresverbrauch…

Ein Fernseher hat im Betrieb $90\ \text{W}$ und im Standby $0{,}5\ \text{W}$. Er läuft täglich $4\ \text{h}$ und ist sonst im Standby.

  1. a) Berechne den Jahresverbrauch (365 Tage).
  1. b) Welcher Anteil entfällt auf den Standby?
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Energielabel und Herstellerangaben prüfen

Das EU-Energielabel ordnet Geräte in Energieeffizienzklassen von A (sehr sparsam) bis G (wenig sparsam) ein. Ein Gerät der Klasse A braucht für die gleiche Leistung deutlich weniger Energie als eines der Klasse D. Das Label nennt auch den Verbrauch, z. B. in kWh pro Jahr oder pro 100 Waschgänge. Seit 2021 gilt wieder die Skala A bis G (ohne „A+++“). Die Kriterien wurden dabei verschärft: Ein früheres A+++-Gerät ist heute oft nur Klasse C oder D.

Die Angaben gelten für genormte Testbedingungen. Dein Alltag kann anders aussehen. Ein Produktblatt rechnet z. B. mit Teilbeladung oder einer bestimmten Zahl von Nutzungen. Darum prüfst du Angaben kritisch:

Üben★☆☆Nicht begonnen
Was bedeutet die Energieeffizienzklasse A auf einem Gerät im Vergleich zu Klasse D?

Was bedeutet die Energieeffizienzklasse A auf einem Gerät im Vergleich zu Klasse D?

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Üben★★★Nicht begonnen
Zwei Waschmaschinen im Vergleich: | | Gerät A | Gerät B | |---|---|---| | Preis | 450 € | 650 € | | Verbrauch pro Waschgang | 1,2 kWh | 0,7 kWh | | Lebensdauer | 12…

Zwei Waschmaschinen im Vergleich:

Gerät A Gerät B
Preis 450 € 650 €
Verbrauch pro Waschgang 1,2 kWh 0,7 kWh
Lebensdauer 12 Jahre 12 Jahre

Es wird 200-mal pro Jahr gewaschen, Strom kostet $0{,}35\ €$ pro kWh.

  1. a) Berechne die Gesamtkosten über die Lebensdauer.
  1. b) Bewerte die Kaufentscheidung und nenne zwei weitere Kriterien.
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Üben★★★Nicht begonnen
Ein Produktblatt für einen Wäschetrockner gibt „$180\ \text{kWh}$ pro Jahr“ an, basierend auf $160$ Trocknungen mit Teilbeladung. Ein Haushalt trocknet $300$ Mal mit…

Ein Produktblatt für einen Wäschetrockner gibt „$180\ \text{kWh}$ pro Jahr“ an, basierend auf $160$ Trocknungen mit Teilbeladung. Ein Haushalt trocknet $300$ Mal mit voller Beladung (Verbrauch pro Zyklus bei voller Beladung $2{,}0\ \text{kWh}$).

  1. a) Berechne den tatsächlichen Jahresverbrauch.
  1. b) Erkläre, warum Herstellerangaben kritisch zu prüfen sind.
  1. c) Nenne drei Kriterien für einen realistischen Vergleich.
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Zurück zum Anfang: Ein neuer Kühlschrank wie im Beispiel amortisiert sich nach rund 6,9 Jahren. Hält er 15 Jahre, lohnt sich der Kauf. Das ist die Antwort auf Mias Frage, und der Betrag auf der Stromrechnung ergibt sich aus Verbrauch mal Arbeitspreis plus Grundpreis.

Auf einen Blick

  • Energie: $E_\text{el}=P\cdot t$; in kWh rechnest du mit P in kW und t in h.

  • Jahresverbrauch = Zählerstand Ende − Zählerstand Anfang.

  • Kosten = Verbrauch · Arbeitspreis + Grundpreis (auf ein Jahr umrechnen).

  • Abschlag mal 12 mit den Jahreskosten vergleichen: Nachzahlung oder Guthaben.

  • Gesamtkosten = Anschaffung + Betriebskosten · Jahre; Amortisationszeit = Mehrpreis : jährliche Ersparnis.

  • Label und Produktblätter gelten für Normbedingungen: mit eigenen Nutzungszahlen nachrechnen und mehrere Kriterien nennen.

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