Stimmt es, dass eine Elektroheizung immer einen Wirkungsgrad von 100% hat?
Ich meine jetzt die kleinen Heizöfelchen, die man einfach in ein Zimmer stellt. Also nicht die mit Ventilator, sondern die die einfach nur heizen.
8 Antworten
Wenn du eine kurze Antwort ohne Kommentar haben willst:
Ja, die Elektroheizung hat einen Wirkungsgrad von 100%. Die Heizung bekommt einen Energiestrom aus der Steckdose, sagen wir mal, 1000Watt, dieser wird in den Heizdrähten komplett dissipiert, die Heizleistung beträgt also auch 1000Watt, der Wirkungsgrad ist 100%.
Jetzt eine kommentierte Antwort:
Die Definition stammt aus dem 19. Jahrhundert, als es noch keine Wärmepumpen, Brennstoffzellen etc. gab.
Wenn man einen Raum heizen will, dann muss man ihm Entropie zuführen. Die Elektroheizung erzeugt nun den nötigen Entropiestrom komplett neu, genauer: Zu jedem Entropiestrom IS gehört ein Energiestrom P, die mit P = T * IS zusammenhängen, wobei T die Temperatur in Kelvin ist. Beispiel: P = 1000Watt, T = 373Kelvin (kochendes Wasser), der Entropiestrom ist nun IS = P/T = 2,68Ct/s.
Jetzt nimmt man als Vergleich eine perfekte Wärmepumpe, also eine, die keinerlei Entropie produziert (nur theoretisch!). Diese Wärmepumpe nimmt die Entropie aus einem vorbeiströmenden Fluss (T = 283K). Der nötige Entropiestrom sei wie oben 2,68Ct/s. Dies macht P(draußen) = 283K * 2,68Ct/s = 758Watt.
Die Differenz 1000Watt-758Watt = 242Watt muss nun die Wärmepumpe elektrisch aufbringen.
Eine vernünftige Definition des Wirkungsgrades wäre jetzt folgende: Man vergleicht den Energiebedarf der perfekten Maschine mit dem der Elektroheizung, also 242Watt/1000Watt = 24,2%. Der Wirkungsgrad der Elektroheizung ist also 24,2%, verglichen mit einer theoretischen perfekten Maschine, die keine Entropie produziert.
(Diesen Wirkungsgrad gibt es tatsächlich, er hat allerdings so furchtbare Namen wie exergetischer Wirkungsgrad oder second law efficiency oder so ein Quatsch).
Das ist eine schöne Antwort von Iks72.
Eins möchte ich vielleicht noch dazu sagen, auch im Hinblick auf einige Kommentare zu dieser Frage:
Es gibt durchaus etwas auf dieser Welt, das mit einem Wirkungsgrad von 100% abläuft, das ist die Umwandlung von arbeitsfähiger Energie in Wärme. Umgekehrt geht es nicht mit 100% Wirkungsgrad.
Die 100% Wirkungsgrad der Elektroheizung gelten aber nur, wenn Du Schritt vom elektrischen Strom in Wärme betrachtest. Betrachtest Du die Erzeugung des Stroms mit, sieht das anders aus: Ein Kraftwerk verbrennt einen Brennstoff und macht zu ca. 1/3 Strom und zu 2/3 Abwärme daraus. Wenn Du diesen Strom daheim wieder zu Wärme machst, hast Du in Summe nur 1/3 Wirkungsgrad. Es wäre also energetisch effizienter, den Brennstoff daheim im Ofen zu verbrennen. Eine Elektroheizung ist also fürchterlich ineffizient.
Zur Bemerkung: .."Aber in der Zukunft ist es vielleicht besser als alles andere, wenn der Strom aus erneuerbaren Energien gewonnen wird..."
Das ist m.E. eine ganz wichtige Aussage, denn z.B. die Speicherwirkung einer E-Speicherheizung wird sicherlich einmal inbezug auf den Energiemix von Bedeutung sein. Schon heute wird man berücksichtigen müssen, dass z.B. überschüssige Windkraft u.a. auch in E-Speicherheizungen fließen könnte.
Wenn du die Umwandlung der elektr. Energie in Wärme (Entropie) meinst, dann in Prinzip ja. Unberücksichtigt ist hierbei die mögliche Abstrahlung von Energie in Form von Wärmestrahlung, wie sie zB. durch das Fensterglas geschieht. Von Wirkungsgrad spricht man hierbei allerdings normalerweise nicht.
Kommt drauf an wie man es betrachtet.
Jede Form von Energie wandelt sich irgendwann in Wärme um. Da man ja Wärme haben will, wird die gesamte Leistung zu Wärme.
Selbst die Kontrollampen und die Energie die in den Lüfter geht wird zu Wärme, es sei denn das Licht bzw. geräusch verlässt das Haus und wird erst dort zu Wärme.
Ja sogar die Verluste in den leitungen bleiben ja im Haus. Ist der Zähler im Haus angebracht, so wird alles an bezahlter Energie zu Wärme umgewandelt.
Betrachtet man aber nicht nur das Haus bzw. nur was hinter dem Zähler passiert, sieht es ganz anders aus!
Ein modernes Kohlekraftwerk hat einen Wirkungsgrad von 43%. In den Übertragungsleitungen und den Transformatoren geht nochmals etwa 20% verloren.
Verbrenne ich jetzt ein Stück Kohle in meinem Haus, so müssen im Kraftwerk 3 Stücke Kohle verbrannt werden damit eine E-Heizung genau die selbe Wärmemenge abgibt. Die energie der anderen beiden Stück Kohle geht durch den Kühlturm im Kraftwerk bzw. Heizt die Landschaft auf dem Weg zu meinem Haushalt.
Natürlich gibt es bei Kohle, Gas und Ölheizungen auch erhebliche Abgasverluste, aber der Wirkungsgrad ist dennoch "doppelt so gut" wie der eines E-Ofens. Ein E-Ofen produziert ungefähr doppelt so viel CO2 wie eine brennstoffbetriebene Zentralheizung.
Aber auch nur wenn der Strom von einem Kohlekraftwerk kommt...was eigentlich längst verboten sein sollte
Wenn er nur schon aus dem Atomkraftwerk kommt ist das fast CO2 Neutral. Aber CO2 ist ja bekanntilch nicht das einzige Problem...
Der Wirkungsgrad einer Elektroheizung liegt nahe bei 100%. Aber der Wirkungsgrad bei der Stromrzeugung liegt etwa bei 38%. DESWEGEN IST ELTROHEIZUNG SOVIEL TEURER.
Vielen Dank für die Antwort!! Ist ja interessant. Muss mich mal genauer damit befassen! Gruss Michi