Neues Standby-Gesetz fordert die Messtechniker

Die EU-Kommission hat mit der EuP-Richtlinie Maßnahmen gegen stromfressende Büro- und Haushaltsgeräte verabschiedet: Der Standby-Verbrauch elektronischer Geräte soll ab 2010 bei max. 1 W liegen, ab 2013 sogar bei nur 0,5 W.

Daraus ergeben sich neue Herausforderungen, aber auch Marktchancen für die Leistungsmesstechnik. Mit der EuP (EuP = Energy using Products) soll die Integration von Umweltaspekten im gesamten Produktlebenszyklus und damit auch die möglichst optimale Verringerung der Umweltauswirkungen dieser Produkte gefördert werden.

Wichtigstes Anliegen ist eine verbesserte Energieeffizienz. Zudem soll der Energieverbrauch elektronischer Geräte im Bereitschafts- oder ausgeschalteten Zustand (Standby-Modus) grundsätzlich auf das für ihren Betrieb erforderliche Mindestmaß gesenkt werden. Letztlich will man damit die Treibhausgas-Emissionen verringern. Dass hier Handlungsbedarf besteht, verdeutlicht die Tatsache, dass in Deutschland Leerlaufverluste in Privathaushalten und Büros für einen Stromverbrauch in Höhe von geschätzten 22 Milliarden kWh pro Jahr verantwortlich sind. Das verursacht jährlich Kosten von mindestens 4 Mrd. Euro und entspricht knapp 4 Mio. Tonnen CO2. So ließe sich mindestens ein Großkraftwerk mit 800 MW Leistung einsparen.

»In Anlehnung an die Direktive des US-amerikanischen ’Energy Star’ schreibt das salopp genannte 1-W-Gesetz ab 2010 für bestimmte Produktgruppen wie z.B. Haushaltsgeräte, Geräte der Informations- und Kommunikationstechnik sowie der Unterhaltungselektronik eine Obergrenze der Leistungsaufnahme im Standby-Modus vor«, erklärt Walter Huber, Technischer Leiter bei Yokogawa. »Ab 2013 soll dieser Wert auf 0,5 W halbiert werden, weitere Produktgruppen werden folgen. Dabei ist aber schon die Definition ’Standby’ nicht ganz ohne Tücken, da man zwischen verschiedenen Betriebszuständen wie Aus-Zustand, Bereitschafts-Zustand mit oder ohne Anzeigefunktion, etc. unterscheiden muss.«

Die messtechnische Ausführungsbestimmung ist in der Norm IEC 62301 niedergelegt. Hier sind die Vorgehensweise bei der Messung, die Umgebungsbedingungen und die Mindestanforderung an die Messgeräte aufgeführt. Die wichtigsten Anforderungen:

• Umgebungstemperatur 23 ± 5 °C

• Einlaufzeit für das Testobjekt 5 Minuten

• Spannungsversorgung: 230 V ± 1 Prozent, Frequenz 50/60 Hz ± 1 Prozent

• THD (Klirrfaktor) der Spannung <2 Prozent, Scheitelfaktor 1,34

• Aufzeichnung diverser Parameter (Wirkleistung, Effektivwerte, Frequenz, etc.) über 5 Minuten im 1-s-Takt.

Die Wirkleistung darf in dieser Zeit nicht mehr als 5 Prozent schwanken. Falls doch, ist eine entsprechende Mittelung vorzunehmen (Average Power). Die Auflösung des Messgerätes soll mindestens 0,01 W für Leistungen bis 10 W, 0,1 W für Leistungen bis 100 W und 1 W für Leistungen über 100 W betragen. Die Messunsicherheit der Messkette darf 2 Prozent des Messwertes bei Leistungen über 0,5 W und 10 mW bei Leistungen unter 0,5 W nicht überschreiten.

»Gerade die letztgenannte Forderung scheint mit heute üblichen digitalen Leistungsmessern leicht zu erreichen«, führt Huber aus. »Selbst die IEC 62301, Annex B.5, spricht davon, dass man mit einem Gerät der Genauigkeitsklasse 0,5 diese Bedingung ›komfortabel‹ erfüllen könne. In der Praxis erweist sich aber, dass bei solchen Modellrechnungen die übliche Annahmen eines Leistungsfaktors nahe 1 und die eines sinusförmigen Stromes bei weitem nicht zutreffen.« Vielmehr sei es so, dass der Strom eine sehr pulsförmige Gestalt habe, was für ein nicht-Leistungsfaktor-korrigiertes Kleinnetzteil typisch sei.

»Der so genante Scheitel- bzw. Crest-Faktor, also das Verhältnis von Spitzenwert zu Effektivwert, erreicht hier oft Werte von 3 bis 6, bei Sinus von 1,41«, fährt Huber fort. »Zum zweiten verursacht das Netzeingangsfilter einen relativ hohen kapazitiven Blindstrom. Ein Kondensator mit 0,1 μF zieht an 230 V/50 Hz einen Blindstrom von ca. 7 mA, was ein Vielfaches des eigentlichen Wirkstromes ausmachen kann.«