Das „Bockspringen“ bei der Energieeffizienz geht weiter – bereiten Sie sich unbedingt vor

9. Mai 2017 von Jeff Schnabel

Das „Bockspringen“ bei der Energieeffizienz geht weiter – bereiten Sie sich unbedingt vor

Um die Geschichte der Energieeffizienz und -standards in vollem Ausmaß zu würdigen, müssen wir uns der Motivation bewusst sein, bei der es einfach um die Energieeinsparung geht. Die konzentrierten Anstrengungen, den Energieverbrauch zu verringern, insbesondere von nicht erneuerbaren Quellen, begann eigentlich Anfang der 1990er Jahre, als die USA das Energy Star® Programm als eine freiwillige Kennzeichnungsinitiative einführte, um Käufern von Computer-Hardware und elektrischen Küchen- und Haushaltsgeräten fundierte Entscheidungen in Bezug auf den Energieverbrauch zu ermöglichen.

Zu diesem Zeitpunkt ergab 1998 eine Studie des Berkeley Laboratory der University of California, dass bis zu 5 % des gesamten Stromverbrauchs der USA aufgrund des Standby-Stromverbrauchs externer Netzteile verschwendet wurden. Zu dieser Zeit setzten die meisten Netzteile eine lineare Stromwandlungstechnologie ein, deren Effizienz beim Normalbetrieb so gering wie 50 % sein konnte. Wenn das Endgerät ausgeschaltet wurde, fuhren die Netzteile mit dem Energieverbrauch fort.

An dieser Stelle beginnt unsere Geschichte wirklich mit der ersten Einführung der verbindlichen Energieeffizienzstandards der California Energy Commission (CEC) im Jahr 2004. Da weitere Gesetzgeber befürchteten, die wachsende Anzahl der Netzteile könnte den Standby-Stromverbrauch der USA auf bis zu 30 % anheben, folgten Sie schnell, wie aus der Zeitachse der Energieeffizienzstandards hervorgeht. Sie zeigt eine Entwicklung der regulatorischen Standards, die einige Phasen durchläuft, welche jetzt als Levels bezeichnet werden, von Level III bis hin zum aktuellen Level VI.

Aus der Zeitachse geht auch hervor, dass diese Effizienzvorschriften wie in einem Durcheinander zu unterschiedlichen Zeiten und in verschiedenen Regionen übernommen wurden, wobei einige gesetzlich vorgeschrieben und andere freiwillig waren. Der Stil des Fortschritts ähnelt dem „Bockspringen“ und stellt Gerätehersteller zwangsläufig vor Herausforderungen, insbesondere jene Hersteller, die ihre Produkte auf dem globalen Markt anbieten möchten. Bis die häufig erwähnte Harmonisierung der Standards erreicht wird, müssen OEMs daher ständig über neue Energieeffizienzvorlagen Bescheid wissen und diese schnell in ihre Ausführungen aufnehmen.

Informationsgrafik mit Zeitachse der Effizienzstandards für externe Netzteile
Diese Zeitachse unterstreicht die Dynamik des regulatorischen Umfelds in den letzten Jahren.
(zum Vergrößern klicken)

Level-VI-Regelung des US-Energieministeriums

Derzeit stellt der Level VI die Spitze der verbindlichen Rechtsvorschriften dar und trat in den USA am 2016. Februar in Kraft. Dieser Standard fasst hauptsächlich die europäischen Code of Conduct (CoC) Tier 1 Vorschriften zusammen, die 2014 auf freiwilliger Basis in der EU eingeführt wurden, mit der Ausnahme der zusätzlichen Tier-1-Effizienzvorschrift, die unter Lastbedingungen von 10 % angegeben wird. Da Netzteile für ihre Ineffizienz bei geringen Lasten bekannt sind, steht man hier vor einer weiteren Ausführungsherausforderung, die von den Netzteilherstellern gelöst werden muss.

Vorgeschlagene CoC-Tier-2-Anforderungen der Europäischen Union

Leider ist damit die Entwicklung der Energieeffizienzstandards noch nicht beendet. EU CoC Tier 2 soll 2018 zum Gesetz werden und bedeutet eine deutliche Verschärfung der Grenzen, die vom US-Energieministerium mit der Level-VI-Gesetzgebung festgelegt wurden. Diese unteren Grenzwerte gelten für die durchschnittliche aktive Mindesteffizienz (gemessen bei 25 %, 50 %, 75 % und Volllastbetrieb), die 10-%-Lasteffizienzmaßnahme und die maximale Nulllast-Leistungsaufnahme. Grenzwerte werden auch für verschiedene Netzteilklassen definiert, wie in den nachfolgenden Tabellen für Niedrigspannungs- und Basisspannungstypen dargestellt. Um zu veranschaulichen, wie viel strenger diese Standards werden, stellen Sie sich einmal ein Netzteil mit einer Typenschildangabe zwischen 49 W und 250 W vor – gemäß der Level VI Regelung hat es derzeit eine maximale Nullast-Leistungsaufnahme von 210 und gemäß CoC Tier 1 von 250 mW, muss jedoch bei Tier 2 weniger als 150 mW verbrauchen.

Externes CoC-Tier-1-Einzelspannungs-AC/DC-Netzteil, Niedrigspannung
Aufkleber der Ausgangsleistung (Pout) Minimale mittlere Effizienz im aktiven Modus
(als Dezimalzahl ausgedrückt)
10% Last, mittlere Effizienz im aktiven Modus
(als Dezimalzahl ausgedrückt)
Maximale Leistung im Leerlaufmodus (W)
0,3 W ≤ Pout < 1 W ≥ 0,50 x Pout +0,086 ≥ 0,50 x Pout ≤ 0,150
1 W < Pout ≤ 49 W ≥ 0,0755 x ln(Pout) + 0,586 ≥ 0,072 x ln(Pout) + 0,50 ≤ 0,150
49 W < Pout ≤ 250 W ≥ 0,880 ≥ 0,780 ≤ 0,250
Pout > 250 W Nicht zutreffend Nicht zutreffend Nicht zutreffend
CoC Tier 2 Effizienzspezifikationen für Niedrigspannungs-Netzteile. Ein Niedrigspannungs-Netzteil ist laut Typenschild mit einer Ausgangsspannung von weniger als 6 V und einem Ausgangsstrom von mindestens 550 mA klassifiziert.
Externe CoC-Stufe-2-Einzelspannungs-AC/DC-Netzteil, Basis-Spannung
Aufkleber der Ausgangsleistung (Pout) Minimale mittlere Effizienz im aktiven Modus
(als Dezimalzahl ausgedrückt)
10% Last, mittlere Effizienz im aktiven Modus
(als Dezimalzahl ausgedrückt)
Maximale Leistung im Leerlaufmodus (W)
0,3 W ≤ Pout ≤ 1 W ≥ 0,50 x Pout + 0,169 ≥ 0,50 x Pout + 0,060 ≤ 0,075
1 W < Pout ≤ 49 W ≥ 0,071 x ln(Pout) - 0,00115 x Pout + 0,670 ≥ 0,071 x ln(Pout) - 0,00115 x Pout + 0,570 ≤ 0,075
49 W < Pout ≤ 250 W ≥ 0,890 ≥ 0,790 ≤ 0,150
Pout > 250 W Nicht zutreffend Nicht zutreffend Nicht zutreffend
CoC Tier 2 Effizienzspezifikationen für Basisspannungs-Netzteile. Als ein Basisspannungs-Netzteil gilt alles, was nicht als Niedrigspannungs-Netzteil klassifiziert ist.

Konform bleiben

OEMs, die ein einzelnes Produkt auf verschiedenen geographischen Märkten verkaufen möchten, sollten die Ausführungen offensichtlich „zukunftssicher machen“, indem sie gewährleisten, dass die Geräte mit externen Netzteilen geliefert werden, die den strengsten Energieeffizienzstandards entsprechen. Dazu ist es wichtig, sich mit einem Netzteilhersteller zusammenzutun, der wegweisende Konstruktionen mit der von aktuellen und bevorstehenden Standards verlangten Effizienzleistung liefern kann. Bei CUI sind wir stolz darauf, dass unsere Kunden mit unserer Hilfe stets einen Schritt voraus sind. Wir haben unsere Schaltungstopologien bereits an sämtliche Effizienzanforderungen bei allen Lasten angepasst und gaben kürzlich bekannt, dass die Mehrzahl unserer externen AC/DC-Netzteile jetzt den Vorschriften von CoC Tier 1 und Tier 2 entspricht.

Hilfreiche Ressourcen

  • Sehen Sie sich unsere gesamte Produktlinie der Level-VI- und CoC-Tier-2-konformen externen Netzteile an

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Jeff Schnabel

Jeff Schnabel

VP of Global Marketing

Mit mehr als 15 Jahren Erfahrung in der Elektronikindustrie besitzt Jeff Schnabel eine Fülle von Wissen über die Produkte, Technologien und Normen, die für Design-Ingenieure von Interesse sind. Er hat maßgeblich dazu beigetragen, CUI als Vordenker in der Branche zu etablieren: Er entwickelte die umfangreiche Bibliothek der Ingenieurressourcen und -werkzeuge, weitete die globale Marke von CUI aus und positionierte das Unternehmen für zukünftiges Wachstum. In seiner Freizeit geht Jeff gerne Wandern, auf Reisen und verbringt Zeit mit den Kindern. Von Zeit zu Zeit versucht er sich als Wettbewerbsesser.

 
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