Verschärfung der Ecodesign-Regeln für externe Netzteile

Achtung bei neuen Designs

So wie eine Schwalbe noch keinen Sommer macht, so braucht es wegen eines einzigen im Leerlauf betriebenen Netzteils noch kein (Atom-) Kraftwerk. Bild: istockphoto.com
Die wichtigsten Standards im Vergleich. Die obere Grafik gilt dabei für Spannungen kleiner 6 V, die untere für Spannungen grösser 6 V. Grafiken: Phihong
Markus Back / Chefredaktor Smart Tech /

Die gesetzlichen Regelungen zur Verwendung externer Netzteile verschärfen sich kontinuierlich. Bestes Beispiel hierfür sind die im Februar 2016 in den USA in Kraft getretenen DOE-VI-Richtlinien. Noch strenger sind jene in Europa, die derzeit zwar auf freiwilliger Basis sind, aber schon 2018 zu festgelegten Ecodesign-Regeln werden könnten.

«Eine Schwalbe macht noch keinen Sommer», besagt ein Sprichwort. Nicht anders verhält es sich mit einem externen Netzteil ohne Ein-/Ausschalter, das im Leerlauf betrieben wird. Es wirkt sich auf den globalen Energieverbrauch kaum aus. Da aber weltweit Millionen, wenn nicht sogar Milliarden, ohne Last am Netz hängen, ist längst Hochsommer, um beim Einstiegsbild mit der Schwalbe zu bleiben. Ein erstes Gefühl von Sommer verspürte bereits 2004 die California Energy Commission (CEC). Sie führte als erste Behörde überhaupt eine Norm ein, welche die Effizienz und die Nulllast-Leistungsaufnahme externer Netzteile gesetzlich regelte. Später folgte die EU mit der Öko-Design-Richtlinie 2009/125/EG2014, schliesslich gab es Grenzwerte für die ganze USA und viele weitere Länder. Zuletzt veröffentlichte das United States Department of Energy (DOE) in 2014 eine ganze Reihe neuer Anforderungen, die im Februar 2016 als DOE-VI-Regelung in Kraft traten.

Aus diesen Richtlinien heraus entwickelte sich übrigens das «International Efficiency Marking Protocol for external Power Supplies», welches eine Einstufung in Efficiency Levels (EL) erlaubt. Innerhalb dieser positionieren sich die einzelnen Länder jedoch sehr unterschiedlich. So gilt für den Einsatz externer Stromversorgungen in Europa der EL V, während in den USA EL VI einzuhalten ist. Nicht ganz so streng reguliert sind Australien und Neuseeland, wo EL III als Mindeststandard gesetzt ist. Andere Länder erachten derzeit EL IV als ausreichend. Über diese verpflichtenden Standards hinaus gibt es freiwillige Standards, zu denen unter anderem der EU Code of Conduct (CoC) in der Version 5 gehört.

Strengere Regulierung der Leerleistungsaufnahme

Diese Standards fliessen teils in Gesetze ein, welche die Leerleistungsaufnahme und den Wirkungsgrad während des Betriebs regeln. In den USA zeichnen sich für diese Gesetze beispielsweise die CEC und die Energy Independence and Security Act (EISA) verantwortlich, während in Canada die Natural Resources Canada (NRCan), in Australien die Minimum Energy Performance Standard (MEPS) und in Europa die Energy Related Products (ErP) Directive massgeblich entscheidend sind. Andere Organisationen, wie zum Beispiel Energy Star in den USA oder EU CoC in Europa, haben andere Vorgaben für die Energieeffizienz und die Leerleistungsaufnahme festgelegt, deren Grenzwerte aber deutlich über denen in den Gesetzen verankerten liegen.

Diese Grenzwerte sind keinesfalls in Blei gegossen, sondern erfahren Anpassungen, die in aller Regel strenger als die vorherigen Bestimmungen ausfallen. So schreibt der CoC für die Europäische Union in seiner 10-Prozent-Last-Massregel fest, welche Effizienzanforderungen bei einer Unterlastbedingung, bei denen die meisten externen Netzteile ineffizient arbeiten, zu gelten haben. Insbesondere die strengeren Anforderungen nach CoC-Tier-2, die seit Januar 2016 auf freiwilliger Basis gelten und voraussichtlich ab 2018 als Ecodesign-Regel in Kraft treten, straffen die Leerlauf- und die Stromverbrauchslimits für den Aktivbetrieb noch weiter. Ausserdem erstrecken sich diese auf Normspannungs- sowie Niedrigspannungsadapter.

Betroffene Geräte

Die Anforderungen der Ecodesign-Regel gelten zunächst für externe Netzteile im Consumer-Bereich, wobei IT-Geräte, Audio-/Videoausrüstung sowie Haushaltsgeräte explizit beschrieben sind. Ausnahmen gibt es für Medizingeräte, für Ladegeräte, für LED-Treiber sowie für Geräte im professionellen Bereich. Während für die Medizingeräte noch nicht einmal Grenzwerte festgelegt sind, gliedern sich die Ladegeräte nach echten sowie direkten und indirekten Netzteilen. Die Anforderungen unterscheiden sich hier jedoch stark, wie sich am Beispiel der USA zeigt. Dort sind für echte Ladegräte derzeit keine verpflichtenden Grenzwerte festgelegt, für direkte Netzteile gilt EL VI und für Indirekte Netzteile EL IV. Bei den LED-Treibern gelten andere Anforderungen als für Netzteile.

Kennzeichnungspflicht

In der EU hat die Ecodesign-Regel keine Kennzeichnungspflicht zur Folge. Hier wird die Konformität mit den Standards und Richtlinien über das CE-Kennzeichen bestätigt. Anders sieht es in den USA, Canada, Australien und Neuseeland aus. Hier ist eine Kennzeichnung gemäss des «International Efficiency Marking Protocol for external Power Supplies» erforderlich und verlangt einen Aufdruck der römischen Ziffer.

Wirkungsgradanforderungen

Die Grenzwerte ergeben sich aus der Nominallast des Netzteils. Dabei gilt, je geringer die Ausgangsleistung ist, desto geringer ist der Wirkungsgradgrenzwert. Die Verlustleistung des Geräts setzt sich dabei aus verschiedenen Punkten zusammen: Einer Grundlast, einem von der Ein-/Ausgangsspannung abhängigen Teil sowie der eigentlichen Energieübertragung. Da insbesondere bei Geräten mit niedriger Leistung der Verlustleistungsanteil, der von der Energieübertragung abhängt, geringer als bei Geräten höherer Leistung ist, ist ein höherer Wirkungsgrad bei höherer Leistung tendenziell zu erreichen. Dafür ist bei diesen, durch aufwendigere Topologien und Entstörungsmassnahmen, die tatsächliche Leerlaufleistung höher.

Bedeutung für die Praxis

Entwickler sollten bei ihren Designs bereits jetzt die strengere Ecodesign-Regel im Hinterkopf haben. Zwar steht noch fest, wann genau diese kommt, doch sehr wahrscheinlich dürfte diese bereits im kommenden Jahr in Kraft treten. Daher sollten sie schon jetzt ihre Entwicklungen auf die strengeren Bedingungen ausgelegen.