„Unser Kühlschrank verbraucht zu viel Strom – wir brauchen einen neuen“ – wird durch Werbung suggeriert. Aber stimmt das wirklich? Der Beitrag zum Stromverbrauch alter Kühlschrank mit eigenen Messungen des Stromverbrauchs soll etwas Licht ins dunkel bringen und bei der Entscheidungsfindung, ob sich ein neuer Kühlschrank lohnt, helfen.
Der Beitrag dient auch der Vorbereitung für die Auslegungen eines Notstromsystems, das bei einem Stromausfall die kritischen Bereiche im Haus (Heizungssteuerung mit Brenner-Stromversorgung, Internet Router,Kühltruhe bzw Gefriertruhe und Beleuchtung des Treppenhauses) zumindest für 24 Stunden mit Strom versorgt. Dieser Beitrag ist damit Teil meiner persönlichen „Prepper- und Maker-Story“ getreu dem Pfadfinder Spruch „Allzeit bereit“.
Stand: UPDATE 09.02.2025 Erhöhung Innentemperatur
Bisher wurden untersucht:
Gasheizung Stromverbrauch
Stromverbrauch einer Tiefkültruhe
Internentrouter (Fritzbox) Stromverbrauch.
Stromverbrauch Spiele-PC und Macbook
Messungen
Vorgehen
An Februartagen wurde der kumulierte Stromverbrauch und die elektrische Leistung von zwei älteren Kühlschränken untersucht: einem als Getränkekühlschrank im Keller bei einer Umgebungstemperatur von 17°C genutzten freistehendem Küllschrank (mehr als 35 Jahre alt) und einem in die Küchenfront eingebautem großvolumigen Kühlschrank (32 Jahre alt) – gemonitort.
Messaufbau
Für Die Messungen des Stromverbrauchs der Kühlschränke wurde lediglich eine WLAN-Steckdose mt Energiemessfunktion (Shelly Plus Plug S) eingesetzt. Ein kleines Script auf der Steckdose misst jede Sekunde den Strom, mittelt den Strom über eine Minute und überträgt die Werte jede Minute an einen Internetserver, der die Daten in einer Datenbank ablegt. Die Auswertung erfolgt mit einem selbstgeschriebenem PHP-Script.
Messergebnisse
In 24 Stunden benötigt der Keller-Kühlschrank für die Getränke 0,39kWH Strom (Abb. 1 rechts). Dabei springt er in 24 Stunden 13 mal an und benötigt eine Leistung bis zu 140 Watt. Der hohe Stromverbrauch ist einem ungünstigen Bauprinzip geschuldet – Der Kompressor ist leistungsstark und das warme Gitter hinten am Kühlschrank steckt unter einer (unsinnigen) Verkleidung. Der Keller-Külschrank wurde während der Messung nicht geöffnet. Er zeigt einen täglichen Energieverbrauch von 0,39kWh.
Der große Kühlschrank in der Küche benötigt mit um die 76 Watt weniger Leistung. Aber er ist größer, thermisch ungünstig eingebaut und auch nicht mehr jung. Ebenso ist der Kühlschrank in normaler Nutzung, er wird oftmals am Tag geöffnet. Daher springt er öfter an, der gesamte Verbrauch in 24 Stunden ist 0,41kWh.
Abb.1: Leistungsaufnahme und kumulierte Leistung (Energieverbrauch) des Küchen-Kühlschranks. Bei einer Umgebungstemperatur von nicht unter 22°C und einer Kühlschrank-Innentemperatur von 7,6°C benötigt der Kühlschrank 0,41kWh pro Tag.
Abb.2: Vergleich Keller-Kühlschrank (links in jedem Diagramm) mit Küchen-Kühlschrank (rechts in jedem Diagramm). Zu sehen ist: Die Leistungsaufnahme beim Betrieb ist beim Küchen-Kühlschrank mit etwa 76 Watt geringer als beim Keller-Kühlschrank mit um die 13 Watt, da der Küchen-Kühlschrank ein neueres Modell und thermisch günstiger konstruiert ist. Dafür springt der Küchen-Kühlschrank öfter an, so dass der Energieverbrauch über die Zeit eta gleich ist (Steigung im rechten Diagramm ändert sich nicht).
Abb.3: Stromverbrauch eines alten Kühlschranks (Keller, 17°C Umgebungstemperatur) über 24 Stunden. Durch die vergleichsweise hohe Leistungsaufnahme um die 140 Watt kommt ein Gesamtenergiebedarf von 0,39 kWh in 24 Stunden zusammen. Der Kühlschrank wurde in der Zeit nicht geöffnet, es handelt sich also um eine reine Bereitstellungskühlung. Der Kühlschrank dient ausschließlich der Getränkekühlung, er verbraucht 0,39kWh pro Tag.
Kostenschätzungen
Annahmen
Eine Kostenschätzung für den Stromverbrauch erfolgt mit folgenden heuristischen Annahmen:
- Die Kühlschränke sind das ganze Jahr den gleichen Bedingungen ausgesetzt. In der Küche stimmt das fast: Im Winter ist sie gut geheizt, im Sommer ist das Haus, da thermisch gut isoliert, vergleichsweise kühl, eine Durchschnittstemperatur von 22°C bis 24°C kann angenommen werden. Der Keller hat ebenfalls eine Temperatur von 17°C bis 19°C.
- Die Kühschränke sind ganzjährig in dieser Form in Betrieb.
Energieverbrauch
Es wird eine Rechnung für den Küchen-Kühlschrank durchgeführt. Es wird im Jahr eine gesamte elektrische Energie benötigt:
365 Tage * 0,41kWh/Tag = 150 kWh
Energiekosten
Bei einem Strompreis von 30Ct pro kWh entspricht das 45€ im Jahr.
Ammortisation eines neuen Kühlschranks
Ersatz für den Kellerkühlschrank – Beispiel Privileg PRC 9VS2E https://www.privileg.de/typo3conf/ext/privileg_products/Resources/Public/products/64276/documents/Datasheet.pdf
Verbrauchswerte: Energieeffizienzklasse E1, Energieverbrauch: 91 kWh/Jahr, Nutzinhalt: 126 l, Luftschallemissionsklasse: B, 35 dB(A)
Technische Daten: Schlepptürmontage, Gesamtanschluss: 46 W, Türanschlag rechts, wechselbar, Maße (HxBxT): 875x540x545 mm
Preis (Internet-Recherche): 399€ inkl. Versand und Aufstellung
Ersatz für den Küchenkühlschrank, Beispiel: https://d.otto.de/files/c50432ac-b877-5816-b03d-e4f8c34ceaaa.pdf
Energieverbrauch im Jahr: 100kWH
Preis (Internet-Recherche): 399€ inkl. Versabd und Aufstellung
Ob die angegebenen Energieverbrauchswerte in der Praxis zu beobachten sind, wird hier unterstellt. Somit würde sich ein neuer Küchenkühlschrank ammortisieren:
150kWh (alt) – 100kWh (neu) = 50kWH (Ersparnis)
Das entspricht einer jährlichen Ersparnis bei einem Strompreis von 0,30€ pro Jahr von 15€.
Ein neuer Kühlschrank ammortisiert sich demnach in 399€ Investition / 15€ pro Jahr = 27 Jahren.
Ammortisation einer Solaranlage nur für den Kühlschrank
Der durchschnittliche Strombedarf ist, von den Anlauf-Peaks abgesehen, unter 100 Watt. Es wird angenommen, dass die Anlaufleistung 200 Watt nicht überschreitet. Dazu genügt tagsüber eine kleine Solaranlage (Balkonkraftwerk mit Speicher), wenn das Solarpanel mit Südausrichtung und fast vertikal montiert werden kann (dann ist auch im Winter eine brauchbare Leistung zu erwarten). Das Angebot an kleinen Anlagen mit Speicher ist überschaubar. So kostet eine Lösung mit 890 Watt Peakleistung und einem Speichervolumen von 1600 Wattstunden 969€.
(https://priwatt.de/stecker-solaranlagen/ohne-halterung/pribasic-duo-ohne-halterung/SW10961.1)
Damit würde es mehr als 21 Jahre (969€ Investition / 45€ Ersparnis) benötigen, bis die Gestehungskosten allein für die Anlage erreicht sind. Durch Selbstbau, insbesondere der Speicherlösung, wird man einiges sparen können, allerdings wird man auch hier nicht unter 600€ investieren müssen. Setzt man die Anlage nur für die Kühltruhe ein, lohnt sich das aus betriebswirtschaftlchen Gründen sicherlich nicht.
Die genannte Solaranlage könnte auch den zweiten Kühlschrank und eine Gefriertruhe mit betreiben. Die Geräte haben ähnliche Verbrauchswerte, damit würde sich eine Solaranlage, wenn Sie alle drei Geräte mit Strom versorgt, in etwa sieben Jahren ammortisieren. Eine Gesamtbetrachtung hierzu wird in einem eigenen Beitrag beleuchtet.
Strom sparen durch Erhöhung der Innentemperatur um 2 Grad
Messung
Die einfachste Methode, Energiekosten beim Kühlschrank zu senken, ist, die Innentemperatur leicht zu erhöhen. Bei einem Bierkühlschrank ist das selbstverständlich kein akzeptables Verfahren, Spitzkohl und Joghurt im Küchenkühlschrank werden die Erhöhung vermutlich verzeihen.
Am 07. Januuar wurde um 8:00 die Temperatur im Küchen-Kühlschrank höher eingestellt. War die Innentemperatur vorher bei 7,6°C, so stieg sie auf 9,6° (vgl. Abb. 4). Am Folgetag den 09. Februar lief der Kühlschrank bei der leicht erhöhten Temperatur 24 Stunden bei normaler Nutzung. Der Temperatursensor ist im oberen Fach angebracht. Ein weitere Temperatursensor im mittleren Fach zeigte im übrigen nicht 9,6°C sondern 8,0°C. Der Kühlschrank zeigt ein vertikales Temperaturprofil, für das eine weitere Untersuchung folgen wird.
Abb. 4: Wechsel der Innentemperatur von 7,6°C auf 9,6°C. Zu sehen ist ein Plateau der kumulierten Leistung (rechts im Bild). Zu der zeit ist der Kompressor nicht angesprungen, der Kühlschrank erwärmte sich in der Zeit langsam auf die neue Einschalttemperatur. Nach dem Plateau steigt die aufsummierte Leistung mit geringerer Steigung – der Kühlschrank braucht weniger Strom. Durch das Plateau und die „Kühlreserve“ benötigt der Kühlschrank an diesem Tag weniger Strom als beim Durchlaufen mit der tieferen Temperatur. Zu sehen ist die Lücke im Bild links – Zeit, in der der Kühlschrank aufheizt und der Kompressor nicht anspringt.
Abb. 5: Stromverbrauch bei einer höheren Innentemperatur von 9,6°C. Der Kühlschrank braucht am Tag 0,31 kWH, also 0,1kWH weniger als beri einer 2°C tieferen Innentemperatur.
Interpretation und Stromsparpotenzial
Mit der angehobenen Innentemperatur benötigt der Küchen-Kühlschrank 0,41kWh-0,31kWh=0,1kWh weniger elektrische Energie am Tag.
Im Jahr sind das bei einem angenommenen Strompreis von 0,30E/kWh 365Tage*0,1kWh/Tag*0,30€/kWH=11€ (gerundet). Durch die Erhöhung lassen sich also 11€ im Jahr sparen. Gegenüber der niedrigeren Temperatur im Küchen-Kühlschrank (siehe Abb. 1) ist das eine Ersparnis von 11€/45€=24% (gerundet), also etwa ein Viertel.
Die einfache Maßnahme der Temperaturerhöhung ist im Vergleich zum Neukauf oder einer Solaranlage die wirtschaftlichste Methode, bei einem alten Kühlschrank Geld zu sparen. Insbesondere sind keine Investitionen und Umbaumaßnahmen erforderlich.
Absicherung für den Notfall
Wie immer, wenn es um Sicherheitsfunktionen geht, ist eine Abschätzung z.B. nach dem Risikobegriff des BSI sinnvoll:
Risiko = Schadenshöhe * Schadenseintrittswahrscheinlichkeit.
Die Schadenseintrittswahrscheinlichkeit (ein Stromausfall von mehreren Tagen) ist heute noch eher unwahrscheinlich, also sehr gering. Die Schadenshöhe ist auch eher gering: Gemüse, Käse und Milch werden es aushalten, wenn die Temperatur ein paar Grad ansteigt. Zur Zeit ist das Risiko also wohl gering. Aus Sicht einer Risikobetrachtung löhnt eine solare Energieversorgung für den Kühlschrank nur dann, wenn man vieltägige Stromausfälle befürchtet.
Allein das Gefühl, auch für den eher unwahrscheinlichen Fall gerüstet zu sein, kann zur Lebensqualität ( … für Prepper …) beitragen. Insbesondere Maker werden hier für sich einen Zusatznutzen entdecken, da der Selbstbau einer kleinen Anlage an sich schon Freude bereitet. Monetäre Überlegungen beschränken sich dann auf die Abschätzung, was man für sein Hobby ausgeben will.
Quellen und Links
Mathematik und Statistik zu Kühltruhe Stromverbrauch
Statistik: wer verstehen möchte, die was mit Mittelwert, Median und der in diesem Beitrag verwendeten Aufsummierung funktioniert, dem sei das Büchlein „Statistik von Null auf Hundert“ mit Statistik-Kochrezepten empfohlen.
Brell, Claus; Brell, Juliana; Kirsch, Siegfried (2016) Statitik von Null auf Hundert – Mit Kochrezepten schnell zum Statistik-Grundwissen. Springer. 2. Auflage