Kalifornien setzt Akkuladegeräte auf Energieverbrauch-Diät
10.05.2012 von Mr. Green
Die California Energy Commission (CEC) hat das Jahr 2012 damit begonnen, der Energievergeudung durch Akkuladesysteme (BCS, Battery Charger Systems) den Kampf anzusagen.
Am 12. Januar beschloss die Kommission, die Appliance Efficiency Regulations (Title 20) um etliche neue Grenzwerte (wie im Dezember vorigen Jahres in “15-day Language” vorgeschlagen) zu erweitern. Damit ist die CEC die weltweit erste Regulierungsbehörde, die Mindestanforderungen für die Energieeinsparung von BCSs mit Leistungen von weniger als einem Watt bis über 2 kW vorschreibt. Dieser Standard deckt so gut wie alle Systeme ab, die in die Steckdose gesteckt werden und zum Laden von Akkus dienen – beispielsweise Mobiltelefone, Laptop- und Tablet-Computer, Elektrowerkzeuge, Körperpflegeprodukte, unterbrechungsfreie Stromversorgungen und Fahrzeuge ohne Straßenverkehrszulassung (bsw. Gabelstapler oder Golf Carts).
Die CEC arbeitet seit April 2008 an der Entwicklung einer kostengünstigen und technisch machbaren BCS-Regulierung. Es fanden diverse Interessensgruppen-Meetings statt, an denen Vertreter von Energieversorgern, Umweltorganisationen, Herstellern und Verbraucherorganisationen (und meine Wenigkeit) teilnahmen. Einige Interessensvertreter bezweifeln jedoch, ob ein weiterer, nur für Kalifornien geltender Standard wirklich notwendig ist. Die Kommission bejaht dies mit dem Hinweis auf die Tatsache, dass von den 8.000 GWh/Jahr, die BCSs derzeit in den USA verbrauchen, nur 2.000 GWh Elektrizität tatsächlich im Akku landen. Und selbst wenn künftig ein BCS-Bundesstandard veröffentlicht werden sollte, würde Kalifornien immer noch etwa 18 Monate lang Energie einsparen, bevor dieser Standard inkraft tritt.
Wie schwierig ist es denn, den ab Februar 2013 inkraft tretenden CEC-Standard kostengünstig zu erfüllen? Wahrscheinlich nicht besonders schwierig – das geht jedenfalls aus einem Bericht von Stromversorgern an die CEC hervor, der besagt, dass viele der am Markt angebotenen BCSs schon heute die Anforderungen des neuen Standards erfüllen. Der Bericht stellt außerdem fest, dass es mehrere in BCSs eingesetzte Technologien gibt, die den Energieverbrauch kostengünstig und wirksam reduzieren. Die Hersteller brauchen deshalb nicht zu befürchten, zur Anwendung proprietärer Methoden gezwungen zu sein, um mit dem Standard konform zu sein.
Die CEC ist der Ansicht, dass man sich bloß auf zwei bestimmte Bereiche zu konzentrieren braucht – AC-DC-Umwandlung und Erhaltungsladung – um Konformität zu erreichen. Da die AC-DC-Umwandlung eine wichtige Rolle für den Gesamt-Systemwirkungsgrad spielt, ist die Umstellung von Linearwandler- auf effiziente Schaltregler-Technologie ein einfacher und kostengünstiger Weg zur Verringerung des Energieverbrauchs. Die CEC fand weiterhin heraus, dass die ineffizientesten Ladegeräte am Markt nicht erkennen, wann ein Akku voll geladen ist, und den Akku unnötigerweise immer weiter zu laden versuchen. Wenn das Ladegerät bei voll geladenem Akku auf eine geringe Erhaltungsladung umschaltet, wird dadurch nicht nur Energie gespart, sondern auch eine Beschädigung des Akkus verhindert.
Noch eine abschließende Anmerkung: Als in der vergangenen Woche einige Hersteller während eines Meetings vorbrachten, dass dieser Standard, wenn er denn verabschiedet würde, den Verkauf einiger Produkte im Staat Kalifornien unmöglich machen und Innovation behindern würde, äußerten sich Energieeffizienz-Allianzen und einige staatliche Behörden (selbst im fernen Australien) dahingehend, dass sie in Betracht zögen, den kalifornischen BCS-Standard in ihren Regionen zu übernehmen.
Nachfolgend eine kurze Zusammenstellung der Energieeffizienz-Anforderungen.
Die BCSs sind in vier Kategorien eingeteilt:
Kleine Akkuladesysteme (SBCS, Small Battery Charger Systems): ≤ 2 kW, einschließlich Akkuladesysteme für Golf Carts, unabhängig von deren Ausgangsleistung
Induktive SBCSs, bei denen die Energie durch magnetische oder elektrische Induktion übertragen wird
Ladesysteme für Notstromversorgungen – SBCSs, die bei einem Netzspannungsausfall ein Endprodukt mit Notstrom versorgen
Große Akkuladesysteme (LCBS, Large Battery Charger Systems): > 2 kW Ausgangsleistung
Der SBCS-Standard spezifiziert den maximalen Energieverbrauch über einen Zeitraum von 24 Stunden unter Einbeziehung des Lade-Modus. Der LBCS-Standard spezifiziert den Mindest-Wandlerwirkungsgrad und den Ladefaktor (Charge Return Factor, CRF).
Tabelle 1 listet die Grenzwerte auf, die Consumer-SBCSs, die ab dem 1. Februar 2013 hergestellt werden, einhalten müssen. Nicht-Consumer-SBCS müssen die Anforderungen ab dem 1. Januar 2017 erfüllen.
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Kenngröße |
Standard |
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Maximale Ladungs- und Erhaltungsladungs-Energie über 24 Stunden (Wh) (Eb = Kapazität aller angeschlossenen Akkus und N = Anzahl der Lade-Anschlüsse) |
Für Eb kleinergleich 2,5 Wh: 16 × N |
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Für Eb > 2,5 Wh und kleinergleich |
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Für Eb > 100 Wh und kleinergleich 1000 Wh: 22 x N+1,5Eb |
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Für Eb > 1000 Wh: 36,4 x N +1,486Eb |
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Leistung im Erhaltungsladungsmodus und Leistung ohne angeschlossene Akkus (W) (Eb = Kapazität aller angeschlossenen Akkus und N = Anzahl der Lade-Anschlüsse) |
Die Summe der Leistungen im Erhaltungsmodus und ohne angeschlossenen Akku muss kleinergleich |
Tabelle 1. Der vom CEC vorgeschlagene SBCS-Standard (Quelle: CEC – 400 – 2011 – 005 – 15 – DAY)
Weiterhin:
Induktive Ladesysteme (mit Herstellungsdatum ab 1. Februar 2013) müssen entweder die oben aufgelisteten SBCS-Anforderungen erfüllen ODER im Erhaltungsmodus
< 1 W und ohne angeschlossenen Akku < 1 W und während des gesamten Ladungs- und Erhaltungsladungsteste durchschnittlich ≤ 1 W/h verbrauchen
Ladesysteme für Notstromversorgungen und unterbrechungsfreie Stromversorgungen (mit Herstellungsdatum ab 1. Februar 2013 für Consumerprodukte bzw. 1. Januar 2017 für alle anderen Produkte) dürfen im Erhaltungsmodus nicht mehr als 0,8 + 0,0021 x Eb W verbrauchen.
Die Anforderungen an LBCSs, die ab dem 1. Januar 2014 hergestellt werden, sind in der folgenden Tabelle aufgelistet.
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Kenngröße |
Standard |
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Ladefaktor (Charge Return Factor, CRF) |
100 Prozent, 80 Entladungstiefe |
CRF kleinergleich 1,10 |
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40 Prozent Entladungstiefe |
CRF kleinergleich 1,15 13 |
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Wandlerwirkungsgrad |
Größergleich 89 Prozent |
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Leistungsfaktor |
Größergleich 0,90 |
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Leistung im Erhaltungsladungsmodus (Eb = Kapazität des getesteten Akkus) |
Kleinergleich 10 + 0,0012Eb W |
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Leistung ohne angeschlossenen Akku |
Kleinergleich 10 W |
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Tabelle 2. Der vom CEC vorgeschlagene LBCS-Standard (Quelle:CEC – 400 – 2011 – 005 – 15 – DAY)
Den Wortlaut des verabschiedeten BCS-Standards (in “15-day Language”) finden Sie unter: http://www.energy.ca.gov/2011publications/CEC-400-2011-005/CEC-400-2011-005-15-DAY.pdf
Einen FAQ-Artikel zu diesem Standard finden Sie unter: http://www.energy.ca.gov/appliances/battery_chargers/documents/Chargers_FAQ.pdf
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