Fukushima hat in Deutschland einen „Nuklearschock“ ausgelöst, der letztlich ähnliche Folgen haben wird wie der Ölschock vor knapp 40 Jahren. Wie damals werden wir angesichts steigender Preise sehr daran interessiert sein, alle erdenklichen Sparpotenziale zu nutzen. Und die sind immens. Schätzungen des Öko-Instituts Freiburg zufolge ließe sich durch den Einsatz energiesparender Produkte im privaten Bereich der Stromverbrauch um bis zu 60 % reduzieren. Weitere 20 % können durch energiebewusstes Verhalten eingespart werden.
Bild 1: Wird die Stand-by-Elektronik durch ein eigenes Netzteil versorgt und die Motorsteuerung vom Netz getrennt, sinkt der Stromverbrauch der Anlage um rund 90 %.Recom
Energieverschwendung im Dienste der Bequemlichkeit
Beim Einschalten einer Glühbirne bekommen wir inzwischen Gewissensbisse. Dagegen ist die Energieverschwendung durch „Stand-by-Betrieb“ weitgehend unbeachtet geblieben. Nur wenige Verbraucher sind sich im Klaren darüber, welch hoher Anteil ihrer Stromrechnung allein der Bequemlichkeit geschuldet ist. Nehmen wir beispielsweise die Steuerung eines Garagentors oder einer Jalousie. Beide sind nur wenige Minuten pro Tag aktiv – aber rund um die Uhr in Bereitschaft. Für den Antrieb ist einiges an Leistung erforderlich – je nach Größe 200 W oder auch mehr. Würden sie manuell geschaltet, wäre ihre Auswirkung auf die Stromrechnung ohne jede Bedeutung. Da sie aber über Fernbedienung oder Sensoren gesteuert werden, ist zusätzliche Elektronik erforderlich, die rund um die Uhr in Bereitschaft bleiben muss. In den Prospekten finden sich bislang nur Angaben über die Leistungsstärke des Antriebs oder die Zeit, die während dem Öffnen oder Schließen verstreicht. Über den Strombedarf im Schlafmodus findet sich zumindest bei älteren Systemen nichts. Dabei ist dieser für den Energiebedarf des Systems weit entscheidender als die reine Motorleistung, da diese nur in maximal 0,5 % der Zeit abgerufen wird. Bis vor kurzem war es die Regel, die Stand-by-Elektronik aus dem Hauptnetzteil zu speisen und dieses dafür permanent am Netz zu halten. Da solche Netzteile für hohe Leistung ausgelegt sind und im Leerlauf einen extrem schlechten Wirkungsgrad haben, wird auf diese Weise rund 10 Mal mehr Energie verschwendet, als für die Versorgung der Stand-by-Elektronik erforderlich wäre. Aktuell schlägt sich diese Technik mit rund 50 € jährlich auf unserer Stromrechnung nieder, obwohl wir mit 5 € dieselbe Bequemlichkeit kaufen könnten.
Kleinstnetzteile mit geringen Leerlaufverlusten
Während die Welt nach Fukushima überraschend schnell zur Tagesordnung übergegangen ist, hatte das politische Nachbeben in Deutschland weit reichenden Konsequenzen für die Energieversorgung. Wer heute den schnellen Ausstieg aus der Kernenergie fordert, muss bereit sein, die Einsparpotenziale konsequent zu nutzen. Bei der Versorgung von Stand-by-Schaltungen spielen modulare Kleinstnetzteile von Recom mit Leerlaufverlusten um 100 mW eine ganz wichtige Rolle.
Sparsamkeit wird zum Verkaufsargument
Aber die Zeiten ändern sich, Sparsamkeit wird zum Verkaufsargument. Schon locken Prospekte neuer Modelle mit Hinweisen wie: „Energieverbrauch weniger als 2 W im Schlafmodus“. Eine Verbesserung um bis zu rund 90 % wird dadurch erzielt, dass Stand-by-Elektronik und Sensorik aus einem eigenen Netzmodul versorgt werden, dessen Leistung nur den Bedarf der Stand-by-Schaltung deckt. Hauptnetzteil und Motorelektronik werden über ein Relais vom Netz getrennt – ganz so, als würde man manuell Ein/Aus schalten (Bild 1).
Beispiele dieser Art gibt es zahlreich. Auch ältere HiFi-Geräte fallen in diese Kategorie. Das Netzteil des Hauptverstärkers ist üppig dimensioniert, damit die Bässe gut kommen. Da eine geringe Restwelligkeit ausschlaggebend ist für den Hörgenuss, kommen ausschließlich linear geregelte Netzteile zum Einsatz, deren Wirkungsgrad generell schlecht ist. Wird die Anlage über die Fernbedienung abgeschaltet, bleibt auch hier das Hauptnetzteil am Netz, um den Stand-by-Kreis versorgen zu können. Bei Anlagen, die vor 2010 auf den Markt kamen, dürften 10 bis 20 W die Regel sein. Spartipp: Manuell abschalten oder eine neue Anlage kaufen.
Denn auch hier führt das neue Konzept zum Ziel: Die Stand-by-Elektronik über ein eigenes kleines Netzteil versorgen und das Hauptnetzteil mittels Relais abschalten. Der Hörgenuss wird durch das kleine Schaltnetzteil nicht getrübt, da es nur im Schlafmodus aktiv ist.
Kleine Netzmodule gibt es von Recom in sehr enger Staffelung von 1, 2, 3 und 6 Watt (Bild 2), damit sie je nach Applikation immer im Bereich ihrer Nennleistung und damit bei maximalem Wirkungsgrad betrieben werden können. Die Mehrkosten für diesen Aufwand haben sich für den Endverbraucher oft schon innerhalb weniger Monate oder Jahre amortisiert.
Scheinaus: Die Menge macht‘s
Wer mit kritischem Blick durch Haus oder Büro geht, findet unzählige Steckernetzteile, die permanent Strom verbrauchen, ohne wirklich „in Betrieb“ zu sein. Solche Steckernetzteile haben eines gemeinsam – sie sind nicht abschaltbar und über ihren Leerlaufverbrauch findet sich nichts im Datenblatt des Gerätes, das sie versorgen sollen. Zwar sind es meist nur Leistungen von wenigen Watt, aber 30 solcher Netzteile in Haus und Büro summieren sich schnell auf einen Gesamtverbrauch von 100 W und mehr. Denn die Menge macht‘s…!
Die Anfang 2010 in Kraft getretenen EU-Rahmenrichtlinie EuP (Energy-using Products) wirkt der Energieverschwendung auch in diesem Bereich massiv entgegen. Sie gilt für Produkte, die in hohen Stückzahlen verkauft werden – von der elektrischen Zahnbürste bis zum Monitor. Dürfen Geräte im Scheinaus-Betrieb aktuell noch bis zu 1 W verbrauchen, halbiert sich dieser Wert ab Januar 2013 auf 500 mW (Bild 3). Interessant: Auch Hersteller von Produkten, die in kleineren Stückzahlen produziert werden und nicht unter die EuP-Richtlinie fallen, setzten auf die neue Technik. Denn wenn der König Kunde auf Energiespar-Sterne schaut, kann man aus Imagegründen nicht darauf verzichten.
Kleine Leistung – hohe Lebenserwartung
Gab es noch vor wenigen Jahren kaum AC/DC-Netzmodule mit kleiner Leistung, so ist inzwischen eine richtige Marktnische entstanden. Mit den Leistungsklassen 1 W, 2 W, 3 W und 6 W ergänzt Recom die bislang verfügbaren 4- und 5-W-Module so, dass für jede denkbare Anwendung immer die effizienteste Lösung verfügbar ist. Mit einer minimalen Leerlaufleistung von 30 mW für den 1-W-Wandler geht es dabei längst nicht mehr um die Einhaltung von Richtlinien, sondern um maximal mögliche Energieeffizienz.
Der neuen AC/DC-Module sind für viele Jahre Dauerbetrieb konzipiert. Für die beiden Kleinen – den RAC01 bzw. RAC02 wird eine MTBF nach MIL-HDBK-217F von mehr als 1 Mio. Stunden spezifiziert (Bild 4). Alle Modelle sind bis 3,75 kV AC /1 Minute isoliert, kurzschlussfest sowie gegen Überspannung und Überlast geschützt. Die Umgebungstemperatur darf ohne Derating bis +85 °C (RAC01) betragen. Als europäischer Hersteller mit globaler Ausrichtung verwendet Recom nur hochwertige Komponenten und gibt auf alle Wandler 3 Jahre Gewährleistung. Neben Leistungsverbrauch und Zuverlässigkeit hat das Thema Elektromagnetische Verträglichkeit einen hohen Stellenwert im Home- und Büro-Bereich. Schließlich will man sich neben der neu aufflammenden Elektrosmog-Debatte rund ums Handy keine neuen Störquellen ins Haus holen. Netzteile im Home-Bereich unterliegen der strengen Class B-Norm nach EN 55022/55024, die eine um 10 dBµV geringere Störstrahlung vorgibt, als die im industriellen Bereich zulässige Class A.
Recom hat seine RAC-Familie serienmäßig mit Class B-Filtern ausgestattet. Störungen werden so unmittelbar an der Quelle beseitigt, sodass die Bauteile im Vergleich zu externen Filtern kleiner dimensioniert werden können. Dies hat wiederum eine positive Auswirkung auf den Leistungsverbrauch im Leerlaufbetrieb.
Reinhard Zimmermann
(jj)
