Standby Power - nutzloser Energieverbrauch


Moderne Haushalte weisen eine Vielzahl von Geräten auf, die - auch wenn sie nicht in Verwendung stehen - durch ihren Standby-Betrieb Energie verbrauchen. Zu diesen Geräten gehören Fernseh- und Radiogeräte, Videorecorder, elektrische Zahnbürsten, Set-Top Boxen, Sat Tuner sowie die besonders verbreiteten Ladegeräte von Laptops, Organizer und Handys.

Die Europäische Union hat bereits 2005 dem zu hohen Energieverbrauch den Kampf angesagt und die Richtlinie 2009/125/EG [1] aktuell verabschiedet. Eine der ersten Maßnahmen im Rahmen der Ökodesign-Richtlinie [2] wird eine drastische Reduzierung der Standby-Energie von Haushalts- und Bürogeräten verlangen.
Die „Standby-Verordnung“ gilt für alle in Haushalten und Büros verwendeten Elektrogeräte wie Fernseher, Computer, Mikrowellengeräte usw. Je nach Funktionsumfang des Produkts ist in dieser Verordnung für den Standby-Betrieb im Jahr 2010 eine maximal zulässige Leistung von 1 oder 2 Watt festgelegt. Ab 2013 liegt die maximal zulässige Leistung bei 0,5 bzw. 1 Watt, somit nahe an Werten, die mit der verfügbaren Technik erreicht werden können.
Durch die Verordnung soll in der EU die durch den Standby-Betrieb verbrauchte Energie, die derzeit annähernd 50 Milliarden kWh pro Jahr beträgt, bis 2020 um 73 % reduziert werden. Diese Einsparungen entsprechen dem jährlichen Energiebedarf Dänemarks bzw. einer jährlichen Einsparung von 14 Mio. Tonnen CO2-Emissionen.
Darüber hinaus ist mit weiteren Einsparungen in anderen Regionen der Welt zu rechnen, da viele der betroffenen Produkte weltweit verkauft werden.

In Deutschland sind Leerlaufverluste in Privathaushalten und Büros für einen Energiebedarf in Höhe von mindestens 22 Milliarden kWh pro Jahr verantwortlich. Das verursacht jährlich Kosten von mindestens 4 Milliarden Euro. Die neuen EU-Regelungen würden für Deutschland eine Minderung von mehr als 6 Milliarden kWh pro Jahr bewirken – das entspricht knapp 4 Millionen Tonnen CO2. So ließe sich mindestens ein Großkraftwerk mit 800 Megawatt Leistung einsparen. Die Gerätenutzerinnen und -nutzer sparen zudem jedes Jahr Energiekosten in Höhe von gut 1,2 Milliarden Euro.


Da die Verordnung nur einen bestimmten Teil der Leerlaufverluste regelt, sind weitere nennenswerte Einsparungen in EDV-Netzen (sogenannter Netzwerk-Standby) sowie über Null-Watt-Schaltungen möglich. Nach Schätzung des Umweltbundesamtes ließen sich damit EU-weit zusätzlich 7 Milliarden kWh und in Deutschland etwa 1 Milliarde kWh einsparen.
Diese Ökodesign-Richtlinie wäre die erste Durchführungsmaßnahme zur „Energiebetriebene-Produkte-Richtlinie“.

Ladegeräte für Mobiltelefone - ein Beispiel für eine Null-Watt-Schaltung:
Mobiltelefone sind derzeit die am weitest verbreiteten elektronischen Geräte. Die Anzahl der aktiven Handys liegt bei weltweit 5 Milliarden Stück. Für den Betrieb der Mobiltelefone sind eine ähnliche Anzahl Ladegeräte im Einsatz, die häufig mit dem Netz verbunden sind und Standby-Energie benötigen. Auch wenn das einzelne Ladegerät bei nur 50 mW liegt, macht dies bei 5 Milliarden Ladegeräten alleinenur im Standby-Betrieb einen Energieverbrauch von 2.000 MWh aus. Diese Energie wird komplett nutzlos in Wärme umgesetzt.

Null-Watt-Schaltungen werden nach dem Ladevorgang vom Netz galvanisch getrennt. Diese Trennung erfolgt beispielsweise durch ein IM-Relais von TE Connectivity. Wird das Ladegerät mit einem ungeladenen Gerät verbunden, so wird dieser Zustand detektiert und das Gerät wieder ans Netz geschaltet.
Für diese Funktion werden spezifische Eigenschaften benötigt.

Es wird ein zweipoliges, bistabiles Relais mit einer Spulenleistung von 30 mW eingesetzt. Aufgrund des sehr kurzen Setz- bzw. Rücksetzimpulses werden für die Betätigung des Relais nur 90 Ws be-nötigt. Zudem wird vom Relais eine verstärkte Isolierung und eine hohe Resistenz gegen mechanischen Schock verlangt, um im typischen Handling von Consumergeräten bestehen zu können.
Die Null-Watt-Schaltung ist bei Ladegeräten eine sinnvolle Methode um Energie zu sparen. Die erforderlichen Spezifikationen können nur von elektromechanischen Relais erfüllt werden.

Im weltweit ersten Ladegerät mit Null-Watt-Schaltung erfolgt die Komplettabschaltung mit einem IM-Relais mit einer Baugröße von 10 x 6 x 5,65 mm.



Dr. Werner Johler, TE Connectivity


[1] Richtlinie 2009/125/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 21.Oktober 2009 zur Schaffung eines Rahmens für die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung energieverbrauchsrelevanter Produkte

[2] Deutsche Energieagentur:
http://www.umweltbundesamt.de/produkte/oekodesign/EbP-Richtlinie.htm


©2016 Forum Innovation der
Deutschen Schaltrelais-Hersteller im ZVEI
Update 04/11/2016