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Bereitschaftsbetrieb


Der Bereitschaftsbetrieb oder Standby-Betrieb (auch Wartebetrieb) ist der Zustand eines technischen Gerätes, in dem die eigentliche Nutzfunktion temporär deaktiviert ist, aber jederzeit und ohne Vorbereitungen oder längere Wartezeiten wieder aktiviert werden kann. Für das Halten des Bereitschaftszustandes ist im Regelfall ein bestimmter, gegenüber dem Normalbetrieb reduzierter Leistungsbedarf notwendig. Beispiele mit Bereitschaftsbetrieb sind unter anderem Geräte aus dem Bereich der Unterhaltungselektronik wie Fernseher, DVD-Player und Personal Computer. Der Schein-Aus ist ebenfalls ein Zustand mit Leistungsbedarf, der aber im Gegensatz zum Bereitschaftsbetrieb keine Nutzfunktion bereitstellt.

Die Ökodesign-Richtlinie der EU, die 2008 beschlossen wurde, 2010 in Kraft trat und 2014 verschärft wurde, begrenzt den Leistungsbedarf im Schein-Aus- und Bereitschaftsbetrieb. So dürfen Geräte im Schein-Aus nicht mehr als 0,5 Watt aufnehmen, Netzteile mit einer Leistung kleiner 50 Watt sogar nur 0,3 Watt. Wenn diese Geräte im Bereitschaftsbetrieb zusätzliche Funktionen erfüllen, z.B. die aktuelle Uhrzeit anzeigen, dann dürfen sie 1 Watt aufnehmen.[1][2]

Allgemeines

Im Bereich der Unterhaltungselektronik wird die Betriebsbereitschaft häufig durch das Ausschalten eines Gerätes mittels Fernbedienung eingeleitet (Bereitschafts- bzw. Standby-Taste). Während der Betriebsbereitschaft kann das Gerät jederzeit wieder per Fernbedienung aktiviert werden, ohne dass hierzu ein direkter Eingriff am Gerät notwendig ist, was als komfortabel erachtet wird. Da jedoch die Notwendigkeit besteht, zumindest die Schaltung zur Verarbeitung der Fernsteuersignale aktiviert zu lassen, verbraucht das Gerät im Bereitschaftsbetrieb weiterhin elektrische Energie.

Es wird im Bereitschaftsbetrieb, im Vergleich zur vollen Nutzung, nur eine kleine Leistung benötigt. Der Jahresverbrauch des Standbys kann trotzdem den des Betriebs übersteigen. Wenn beispielsweise ein Videorecorder im Betrieb rund 25 W aufnimmt und 400 Stunden im Jahr genutzt wird, so ergibt das für den Betrieb 10 kWh. Benötigt er im Standby-Betrieb nur 4 W, so summiert sich diese Leistungsaufnahme bei 8760 Bereitschaftsstunden im Jahr auf rund 35 kWh.[3]

Um Energie zu sparen, verfügen verschiedene Geräte über eine Funktion zur automatischen Teilabschaltung, beispielsweise eine reduzierte Helligkeit bei LCD-Bildschirmen, bei längerer Inaktivität. Damit soll der Bereitschaftsbetrieb das vollständige Ausschalten nicht ersetzen, sondern helfen, in nutzungsfreier Zeit die Leistungsaufnahme der Geräte zu senken.

Computer

Bei Computern werden im Bereitschaftsbetrieb große Teile der internen Elektronik abgeschaltet, die aber schnell wieder aktiviert werden können, um ein möglichst sofortiges Weiterarbeiten zu ermöglichen. Zum Beispiel sind die Verringerung der Taktfrequenz oder ein sogenannter Sleep-Modus für den Prozessor und die Abschaltung von Festplatten üblich und zählen zu dem Bereitschaftsbetrieb.

Damit können Bereitschaftsmodi durch die Vermeidung eines zeitaufwendigen Neustarts zur Energieeinsparung genutzt werden. Allerdings ist der Rechner nicht vollständig abgeschaltet und verbraucht weiterhin Strom, typischerweise 2 % bis 10 % des Normalverbrauches. Daher ist bei längeren Nutzungspausen ein vollkommenes Abschalten besser geeignet, um Energie zu sparen. Bei Personal Computern sind üblicherweise unterschiedliche Bereitschaftsmodi oder -zustände verfügbar mit unterschiedlich weitgehenden Teilabschaltungen oder der Herunterregelung von unterschiedlich vielen Geräten. Die technische Umsetzung erfolgt üblicherweise über das Advanced Configuration and Power Interface (ACPI), über das die Bereitschaftsbetriebszustände „S1“ bis „S3“ aufrufbar sind.

Beim sogenannten „suspend to RAM“ (englisch, auch „suspend to memory“) werden die aktuelle Systemkonfiguration in den Arbeitsspeicher geladen und die meisten Systemkomponenten abgeschaltet. Lediglich der Arbeitsspeicher (RAM) wird über die Standby-Leitung des ATX-Netzteils weiterhin mit Strom versorgt, da sonst die gespeicherten Daten verlorengehen würden. Der PC wirkt äußerlich nun fast, als sei er ganz ausgeschaltet, meist ist nur noch eine Kontroll-Leuchte eingeschaltet, die langsam blinkt oder die Farbe wechselt. Sobald der Nutzer ein Eingabegerät benutzt, also zum Beispiel die Tastatur betätigt (in manchen Fällen reicht auch die Maus), wird der Computer wieder in den Betriebsmodus gebracht, und nach wenigen Sekunden kann der Nutzer weiterarbeiten.

Weitergehend als ein Bereitschaftsmodus definiert ist der Ruhezustand („suspend to disk“, ACPI-Zustand „S4“), bei dem das Gerät gar nicht mehr in Betrieb bleiben muss, da der Betriebszustand in nichtflüchtigen Speichern erhalten wird. So wird im Ruhezustand keine Energie verbraucht, wobei sowohl das Versetzen in den Ruhezustand („Einschlafen“) als auch die Reaktivierung („Aufwachen“) länger dauern als beim Bereitschaftsmodus.

Leistungsbedarf

Messung

Handelsübliche elektronische Stromzähler sind bei gemessenen Leistungen kleiner 2 W oft ungenau, Messfehler über 10 % sind nicht ungewöhnlich.[4] Außerdem muss bei der Messung durch das Messgerät nur der Anteil der Wirkleistung und nicht die komplette Scheinleistung erfasst werden. Außerdem müssen Effektivwerte (RMS) gemessen werden, was insbesondere bei Verbrauchern mit nichtsinusförmigen Stromverlauf und bei unterschiedlichen Formfaktoren wesentlich ist.

Reduzierung

Der Leistungsbedarf kann durch Schaltungstechnik verringert werden, Standby-Leistungen im zweistelligen Milliwattbereich sind bei Netzteilen mit weniger als 5 W mit moderaten Mehrkosten möglich. Der Benutzer kann, im Regelfall unter Verzicht der Bereitschaftsleistung wie das Einschalten mittels Fernbedienung, den Verbraucher von der Netzspannung trennen. Dies kann durch primärseitige Netzschalter direkt am Gerät erfolgen, dabei besteht das Problem, dass für den Benutzer nicht immer ersichtlich ist, ob der Netzschalter primärseitig angebracht ist. Weitere einfache Methoden sind das Abstecken von dem betreffenden Gerät oder die Verwendung einer schaltbaren Steckdosenleiste oder eine Master-Slave-Steckdose.

Fernbedienbare Steckdosen oder Zeitschaltuhren brauchen für ihren Betrieb auch Strom, was nur in Ausnahmefällen eine Einsparung ergibt.

Funktionsbedingt erfordern eine Reihe von Geräten und Einrichtungen eine ununterbrochene Energieversorgung und befinden sich im Normalfall im durchgängigen Bereitschaftsbetrieb. Dazu zählen beispielsweise Telefonanlagen, Gefahrenmeldeanlagen, Messeinrichtungen und Fernwirkeinrichtungen, aber auch netzbetriebene Uhren.

Einzelnachweise

  1. Christof Windeck: Ein-Watt-Verordnung. heise.de, Januar 2009, abgerufen am 19. Mai 2014.
  2. Guidelines accompanying Commission Regulation (EC) No 1275/2008. EuP-Netzwerk, Oktober 2009, abgerufen am 21. März 2014 (PDF, english).
  3. Das RP-Energie-Lexikon: Bereitschaftsverluste bei energie-lexikon.info, zuletzt abgerufen Dezember 2014.
  4. Ernst Ahlers: Stromdetektive in c’t 21/2013 S. 126-131; Artikel ist auch online erhältlich.

Kategorien: Energieeinsparung | Elektrische Energietechnik

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