Wirkleistung: Was ist das eigentlich?

Wirkleistung ist der Teil der elektrischen Leistung, der tatsächlich in nutzbare Arbeit umgewandelt wird – in Wärme, Licht oder Bewegung. Sie wird in Watt (W) gemessen und ist genau die Leistung, für die du auf deiner Stromrechnung zahlst.

Wirkleistung (Formelzeichen P) ist die Leistung, die ein Verbraucher wirklich nutzt und in Arbeit umsetzt. Ihre Einheit ist das Watt (W), bei größeren Anlagen Kilowatt (kW) oder Megawatt (MW). Läuft ein 2000-W-Heizlüfter eine Stunde, hat er 2 kWh Wirkarbeit verbraucht – das ist der Wert, den dein Stromzähler zählt.

Im Wechselstromnetz gilt: P = U · I · cos φ – also Spannung (U) mal Strom (I) mal Leistungsfaktor (cos φ). Bei einem symmetrischen Drehstromanschluss rechnest du P = √3 · U · I · cos φ. Der cos φ zeigt, wie viel des Stroms tatsächlich Arbeit verrichtet: Bei cos φ = 1 ist die gesamte Leistung Wirkleistung, bei cos φ = 0,7 fließt fast so viel Blind- wie Wirkleistung.

Diese drei gehören zusammen. Die Scheinleistung S (in VA) ist das, was das Netz insgesamt liefern muss. Sie teilt sich auf in Wirkleistung P (in W) – die nutzbare Leistung – und Blindleistung Q (in var), die nur zwischen Netz und Verbraucher hin- und herpendelt und nichts leistet. Es gilt S² = P² + Q² und P = S · cos φ. Dargestellt wird das als rechtwinkliges Leistungsdreieck.

Dein normaler Haushaltszähler erfasst ausschließlich Wirkarbeit in kWh – Blindleistung taucht auf der Rechnung nicht auf. Anders bei größeren Gewerbe- und Industrieanschlüssen: Dort wird oft auch die Blindarbeit gemessen und bei schlechtem Leistungsfaktor zusätzlich berechnet. Deshalb setzen Betriebe Kompensationsanlagen ein, um den cos φ nahe 1 zu halten.

Bei einer Photovoltaikanlage ist die Wirkleistung die Momentanleistung, die tatsächlich ins Netz oder in deinen Verbrauch fließt. Eine große Anlage erreicht ihr Maximum mittags und liefert dann am meisten kW; morgens und abends liegt die Wirkleistung deutlich niedriger. Der Wechselrichter kann die eingespeiste Wirkleistung außerdem gezielt begrenzen (Abregelung) oder auf Anforderung des Netzbetreibers Blindleistung bereitstellen.

Wenn auf einem Gerät oder Datenblatt eine Leistung in Watt oder Kilowatt steht, ist das die Wirkleistung. Steht die Angabe dagegen in VA oder kVA, handelt es sich um Scheinleistung – typisch bei Trafos, USV-Anlagen oder Generatoren. Um von kVA auf nutzbare kW zu kommen, multiplizierst du mit dem cos φ.

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Die Wirkleistung deines Wechselrichters ist der Anteil der Leistung, den er tatsächlich als nutzbaren Strom ins Netz oder zu deinen Verbrauchern einspeist – angegeben in Watt (W) bzw. Kilowatt (kW). Sie ist das "P" im Leistungsdreieck und beschreibt die real geleistete Arbeit. Davon zu unterscheiden ist die Scheinleistung (S) in Voltampere (VA/kVA), mit der Wechselrichter oft auf dem Typenschild angegeben werden, sowie die Blindleistung (Q) in var. Es gilt der Zusammenhang S² = P² + Q², und die Wirkleistung ergibt sich aus P = S · cosφ. Der cosφ (Verschiebungsfaktor) sagt dir also, welcher Anteil der Scheinleistung als Wirkleistung ankommt: Bei cosφ = 1 sind Schein- und Wirkleistung gleich, bei cosφ = 0,9 liefert ein 10-kVA-Wechselrichter noch 9 kW Wirkleistung.

Praktisch heißt das: Ein Wechselrichter, der auf cosφ = 1 fährt, gibt seine gesamte AC-Leistung als Wirkleistung ab. Sobald der Netzbetreiber jedoch eine cosφ-Vorgabe macht oder der Wechselrichter Blindleistung zur Spannungshaltung bereitstellt (z. B. über die Kennlinien Q(U) oder cosφ(P) nach VDE-AR-N 4105), sinkt der Wirkleistungs-Anteil, weil ein Teil der Scheinleistung als Blindleistung gebunden wird. Die tatsächlich eingespeiste Wirkleistung findest du im Wechselrichter-Menü oder über die Modbus-/SunSpec-Schnittstelle als Messwert "Wirkleistung" bzw. "AC Active Power". Willst du prüfen, ob dein Wechselrichter sauber arbeitet, vergleichst du diese gemessene Wirkleistung mit der DC-Leistung der Module (abzüglich Umwandlungsverlusten) und behältst den cosφ im Blick – weicht der cosφ ungewollt von 1 ab, erzeugt der Wechselrichter Blindleistung, die deine nutzbare Wirkleistung mindert.