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Stichtag 10. Februar 2016 Wirkungsgrad-Neuregelungen gemäß DoE Level VI für Netzgeräte

Jeff Schnabel *

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Alle externen Netzteile, die nach dem 10. Februar 2016 gefertigt und in den USA verkauft werden, müssen den strengeren Wirkungsgrad-Richtlinien des US-Energieministeriums (DoE; Department of Energy) nach Level VI entsprechen. Die EU und andere Länder werden ihre eigenen Regelungen entsprechend Level VI ebenfalls verschärfen.

Bild 1: Mit neuesten Netzgeräten, die den Level-VI-Anforderungen entsprechen, lässt sich der Wirkungsgrad netzabhängiger IoT-Gateways erhöhen.(Bild: © iconimage - Fotolia)
Bild 1: Mit neuesten Netzgeräten, die den Level-VI-Anforderungen entsprechen, lässt sich der Wirkungsgrad netzabhängiger IoT-Gateways erhöhen.
(Bild: © iconimage - Fotolia)

Milliarden „Dinge“ werden in den nächsten Jahren über das Internet vernetzt, aber nicht alle davon werden einzelne IP-adressierbare Sensoren sein. Bei vielen wird es sich um Gateways handeln, die Daten von einer Vielzahl von Geräten sammeln – über Verbindungen wie Bluetooth, proprietäre stromsparende Funktechnik oder verdrahtete Punkt-zu-Punkt- oder Feldbus-Verbindungen. Zusammen mit diesen Geräten kann das IoT Daten von mehr als einer Billion Sensoren verarbeiten und in der Cloud speichern.

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Ein großer Teil der IoT-Entwicklungen konzentriert sich auf äußerst energieeffiziente Designs, damit Endpunkte wie intelligente Sensoren lange Zeit mittels Batterie oder mittels Energy Harvesting aus der Umgebung betrieben werden können. Gateways benötigen allerdings wesentlich mehr Strom als eine kleine Batterie oder ein Energy-Harvesting-System bereitstellen kann.

Im Gegensatz zu Sensoren, die an bestimmten Stellen platziert werden müssen, bieten Gateways mehr Flexibilität, um in der Nähe einer Stromquelle, z.B. einer Steckdose, positioniert zu werden. Wird ein externes Netzteil verwendet, um die Low-Voltage-DC-Versorgung des Gateways bereitzustellen, lässt sich der interne Schaltkreis des Gateways vereinfachen und die Verantwortung hinsichtlich der Sicherheits- und Wirkungsgrad-Standards an den Anbieter des Netzteils auslagern.

Netzteile werden von Jahr zu Jahr immer effizienterer

Entwickler aller Arten von OEM-Systemen wählen bei der Stromversorgung seit Jahrzehnten externe Netzteile. Diese sind so erfolgreich, dass Marktforscher bereits vor langer Zeit (in den 1990-er Jahren) Stückzahlen in Milliardenhöhe voraussagten. Eine Studie von Alan Meier am Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) sagte bereits 1998 voraus, dass etwa 5% des gesamten Stromverbrauchs in US-Haushalten (was einem Wert von 3 Mrd. US-$ entspricht) durch Netzteile verschwendet wird, sobald sich das angeschlossene Gerät im Standby-Modus befindet. Dieser Prozentsatz werde sich in den nächsten 20 Jahren auf 30% erhöhen, sofern keine Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.

Die erste gesetzlich vorgeschriebene Energieeffizienz-Richtlinie für externe Netzteile wurde im Jahr 2004 in Kalifornien eingeführt. Ähnliche Standards folgten weltweit und wurden als das „International Energy Efficiency Marking Protocol“ für externe Netzgeräte harmonisiert. Die Weiterentwicklung der Richtlinie hat zu immer strengeren Grenzwerten im Leerlauf-/Standby-Betrieb sowie zu einem Mindestwert für den durchschnittlichen Wirkungsgrad geführt. Heute müssen alle Netzgeräte, die in den USA und Kanada vertrieben werden, die Level-IV-Spezifikation dieser Richtlinie erfüllen und die römischen Ziffern IV auf dem Typenschild tragen. Die EU führt derzeit die strengere Level-V-Spezifikation ein.

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