Leistungsverlust

Leistungsverlust bezeichnet in Technik und verwandten Bereichen den Unterschied zwischen der zugeführten Leistung und der nutzbaren oder abgegebenen Leistung eines Systems. Er ist ein Indikator für die Effizienz eines Systems. Die zu messende Größenordnung ist meist Leistung in Watt; der Leistungsverlust P_loss ergibt sich aus P_in minus P_out. Die Effizienz η eines Systems wird als Verhältnis von P_out zu P_in definiert, η = P_out / P_in. Je kleiner der Leistungsverlust, desto höher die Effizienz.

Zu den typischen Verlustarten zählen elektrische Verluste, mechanische Verluste, thermische Verluste und schalt- bzw. leitungsverlustbezogene Verluste in Leistungselektronik. Elektrische Verluste treten in Maschinen, Transformatoren oder Netzteilen auf und umfassen Kernverluste (Hysterese- und Wirbelstromverluste) sowie Kupferverluste durch den elektrischen Widerstand der Wicklungen. Mechanische Verluste ergeben sich aus Reibung in Lagern, Dichtungen und der Windage. Thermische Verluste entstehen durch übermäßige Wärmeentwicklung und Kühlung. In Leistungselektronik verursachen Schaltverluste sowie Leitungsverluste in Halbleitern zusätzliche Verluste, insbesondere bei schnellen Schaltvorgängen.

Verluste können statisch oder dynamisch, fest oder variabel auftreten und entstehen durch designbedingte Ineffizienzen, Materialalterung, Überlastung oder ungünstige Betriebsbedingungen. Auswirkungen sind geringere Leistungsabgabe, höhere Betriebskosten und erhöhter Kühlbedarf.

Reduktionsmaßnahmen umfassen bessere Materialien und Bauweisen, Optimierung der Betriebs- und Lastpunkte, effizientes Wärmemanagement, regelmäßige Wartung, ausreichende Schmierung sowie die Reduzierung parasitärer Verluste durch gezielte Auslegung und Modernisierung von Systemen.