Standby-ström

Standby-ström , även kallad vampyrkraft , vampyrdrag , fantomlast , spöklast eller läckande elektricitet hänvisar till hur elektrisk ström förbrukas av elektroniska och elektriska apparater medan de är avstängda (men är utformade för att dra en del ström) eller i standby-läge . Detta inträffar bara för att vissa enheter påstods vara "avstängda" på det elektroniska gränssnittet, men är i ett annat tillstånd. Att stänga av vid stickkontakten eller koppla från eluttaget kan lösa problemet med standby-ström helt. Faktum är att avstängning vid eluttaget är tillräckligt effektivt, det finns inget behov av att koppla bort alla enheter från eluttaget. Vissa sådana enheter erbjuder fjärrkontroller och digitala klockfunktioner till användaren, medan andra enheter, såsom strömadaptrar för frånkopplade elektroniska enheter, förbrukar ström utan att erbjuda några funktioner (ibland kallad tomgångsström) . Alla ovanstående exempel, såsom fjärrkontrollen, digitala klockfunktioner och – när det gäller adaptrar, tomgångsström – stängs av bara genom att stängas av vid eluttaget. Men för vissa enheter med inbyggt internt batteri, till exempel en telefon, kan standby-funktionerna stoppas genom att ta ur batteriet istället.

Tidigare var standby-ström till stor del en icke-fråga för användare, elleverantörer, tillverkare och statliga tillsynsmyndigheter. Under det tjugoförsta århundradets första decennium växte medvetenheten om frågan och den blev ett viktigt övervägande för alla parter. Fram till mitten av årtiondet var standbyeffekten ofta flera watt eller till och med tiotals watt per apparat. År 2010 fanns regler på plats i de flesta utvecklade länder som begränsade standby-effekten för enheter som säljs till en watt (och hälften av det från 2013).

Definition

Standby-ström är elektrisk kraft som används av apparater och utrustning när de är avstängda eller inte utför sin primära funktion, ofta i väntan på att aktiveras av en fjärrkontroll . Denna ström förbrukas av interna eller externa strömförsörjningar, fjärrkontrollmottagare, text- eller ljusdisplayer, kretsar som strömförsörjs när enheten är ansluten även när den är avstängd.

Även om denna definition är otillräcklig för tekniska ändamål, finns det ännu ingen formell definition; en internationell standardkommitté håller på att utveckla en definition och testprocedur.

Termen används ofta mer löst för alla enheter som kontinuerligt måste använda en liten mängd ström även när den inte är aktiv; till exempel måste en telefonsvarare alltid vara tillgänglig för att ta emot samtal, att stänga av för att spara ström är inget alternativ. Timers, motordrivna termostater och liknande är andra exempel. En avbrottsfri strömförsörjning kan anses vara slöseri med standby-ström endast när datorn den skyddar är avstängd. Att koppla från standby-strömmen är i värsta fall obekvämt; att stänga av helt, till exempel en telefonsvarare som inte hanterar ett samtal, gör den oanvändbar.

Fördelar och nackdelar

Fördelar

Standby-ström förbrukas ofta för ett ändamål, även om det tidigare var lite ansträngning för att minimera strömförbrukningen.

Det kan göra det möjligt för en enhet att slå på mycket snabbt utan förseningar som annars skulle kunna inträffa ("instant-on"). Detta användes till exempel med CRT- tv-mottagare (nu till stor del ersatta av platta skärmar), där en liten ström leddes genom rörvärmaren, vilket undviker en fördröjning på många sekunder vid start.
Den kan användas för att driva en fjärrkontrollmottagare, så att när infraröda eller radiofrekventa signaler sänds av en fjärrkontrollenhet, kan utrustningen svara, vanligtvis genom att byta från standbyläge till fullt påslaget läge.
Standby-ström kan användas för att driva en skärm, styra en klocka, etc., utan att slå på utrustningen till full effekt.
Batteridriven utrustning ansluten till elnätet kan hållas fulladdad även om den är påslagen; till exempel kan en mobiltelefon vara redo att ta emot samtal utan att ta ur batteriladdningen.

Nackdelar

Nackdelarna med standby-kraft beror främst på den energi som används. När standbyeffekten minskar blir nackdelarna mindre. Äldre enheter använde ofta tio watt eller mer; med antagandet av One Watt-initiativet av många länder minskar energianvändningen i standbyläge avsevärt.

Enheter i standby förbrukar el som måste betalas. Den totala energi som förbrukas kan vara i storleksordningen 10 % av den elektriska energi som används av ett typiskt hushåll, som diskuteras nedan. Kostnaden för standbyenergi är lätt att uppskatta – varje watt kontinuerlig standby förbrukar cirka 9 kWh el per år, och priset per kWh visas på elräkningen.
Elektricitet alstras mycket ofta av förbränning av kolväten (olja, kol, gas) eller andra ämnen, som frigör betydande mängder koldioxid, inblandad i den globala uppvärmningen , och andra föroreningar som svaveldioxid , som producerar surt regn . Standby-ström är en betydande bidragande orsak till elanvändningen.

Magnitud

Standby-ström utgör en del av hemmets olika elektriska belastning , vilket även inkluderar små apparater, säkerhetssystem och andra små strömförbrukningar. Det amerikanska energidepartementet sa 2008:

"Många apparater fortsätter att dra en liten mängd ström när de är avstängda. Dessa "fantom"-belastningar förekommer i de flesta apparater som använder elektricitet, som videobandspelare, tv-apparater, stereoapparater, datorer och köksapparater. Detta kan undvikas genom att koppla ur apparaten eller genom att använda ett grenuttag och använda strömbrytaren på grenuttaget för att bryta all ström till apparaten."

Standbyeffekt som används av äldre enheter kan vara så hög som 10–15 W per enhet, medan en modern HD LCD-TV kan använda mindre än 1 W i standbyläge. Vissa apparater använder ingen energi när de är avstängda. Många länder som antar One Watt-initiativet kräver nu att nya enheter inte använder mer än 1 W från och med 2010 och 0,5 W 2013.

Även om strömmen som behövs för funktioner som displayer, indikatorer och fjärrkontrollfunktioner är relativt liten, resulterade det stora antalet sådana enheter och att de kontinuerligt är inkopplade i energianvändning före One Watt-reglerna på 8 till 22 procent av all apparatförbrukning i olika länder, eller 32 till 87 W. Det var cirka 3–10 procent av den totala bostadskonsumtionen. I Storbritannien stod 2004 standby-lägen på elektroniska enheter för 8 % av all energiförbrukning i brittiska bostäder. En liknande studie i Frankrike år 2000 fann att standby-ström stod för 7 % av den totala bostadsförbrukningen.

2004 producerade California Energy Commission en rapport som innehåller typisk standby- och strömförbrukning för 280 olika hushållsapparater, inklusive babymonitorer och tandborstladdare.

Under 2006 använde en del elektronik, såsom mikrovågor, CRT-apparater och VHS-spelare, mer standby-ström än apparater som tillverkats under de föregående fem åren.

I USA använde det genomsnittliga hemmet i genomsnitt 10 649 kWh el per år 2019, en minskning från 11 040 kWh 2008. Varje watt ström som förbrukas av en enhet som körs kontinuerligt förbrukar cirka 9 kWh (1 W × 365,25 dagar/år × 24 timmar/dag) per år, något mindre än en tusendel av den årliga hushållskonsumtionen i USA. Att koppla ur en enhet som ständigt förbrukar standby-ström sparar 9 kWh per år för varje watts kontinuerlig förbrukning (sparar 1 USD per år till genomsnittliga amerikanska priser).

Enheter som säkerhetssystem, brandlarm och digitala videobandspelare kräver kontinuerlig ström för att fungera korrekt (men i fallet med elektriska timers som används för att koppla bort andra enheter i standbyläge, minskar de faktiskt den totala energianvändningen). Avsnittet om att minska förbrukningen nedan ger information om hur du minskar standby-strömmen.

Brandrisker

Det finns risk för brand från enheter i standby-läge. Det finns rapporter om framför allt tv-apparater som fattat eld i standbyläge.

Före utvecklingen av modern halvledarelektronik var det inte ovanligt att enheter, vanligtvis tv-mottagare, fattade eld när de var anslutna men avstängda, ibland när de var helt avstängda snarare än i standby. Detta är mycket mindre troligt med modern utrustning, men inte omöjligt. Äldre för katodstrålerör (tv- och datorskärmar) hade höga spänningar och strömmar och var mycket mer av en brandrisk än LCD-skärmar med tunn panel och andra skärmar.

Bidragande faktorer för elektriska bränder inkluderar:

Fuktiga miljöer
Blixtnedslag som påverkar byggnadens ledningar
Apparatens ålder – äldre apparater är mindre väl utformade för säkerhet och kan ha försämrats

Politik

One Watt Initiative lanserades av IEA 1999 för att genom internationellt samarbete säkerställa att 2010 alla nya apparater som säljs i världen bara använder en watt i standby-läge. Detta skulle minska CO ₂ -utsläppen med 50 miljoner ton bara i OECD-länderna till 2010.

I juli 2001 undertecknade USA:s president George W. Bush en verkställande order som uppmanade federala myndigheter att "köpa produkter som inte använder mer än en watt i sitt energiförbrukande standbyläge".

I juli 2007 trädde Kaliforniens standarder för apparater från 2005 i kraft och begränsade den externa strömförsörjningens standbyeffekt till 0,5 watt.

Den 6 januari 2010 trädde Europeiska kommissionens (EG) förordning nr 1275/2008 i kraft. Föreskrifterna föreskriver att från och med den 6 januari 2010 får "off-läge" och standby-effekt för elektrisk och elektronisk hushålls- och kontorsutrustning inte överstiga 1W, "standby plus"-effekt (som ger information eller statusvisning utöver eventuell återaktiveringsfunktion) inte får överstiga 2W . Utrustningen måste, där så är lämpligt, tillhandahålla avstängt läge och/eller standbyläge när utrustningen är ansluten till elnätet. Dessa siffror halverades den 6 januari 2013.

Bestämma standby-effekt

Identifiera enheter

Följande typer av enheter förbrukar standby-ström.

Transformatorer för spänningsomvandling.
Väggvårt strömförsörjning driver enheter som är avstängda.
Många enheter med "instant-on"-funktioner som reagerar omedelbart på användaråtgärder utan uppvärmningsfördröjning.
Vanligt använda LED-strips och sådana lågenergihushållslampor.
Elektroniska och elektriska enheter i standby-läge som kan väckas av en fjärrkontroll, t.ex. vissa luftkonditioneringsapparater, audiovisuell utrustning som en tv- mottagare
Elektroniska och elektriska apparater som kan utföra vissa funktioner även när de är avstängda, t.ex. med en elektrisk timer. De flesta moderna datorer förbrukar standby-ström, vilket gör att de kan väckas på distans (via Wake on LAN, etc.) eller vid en angiven tidpunkt. Dessa funktioner är alltid aktiverade även om de inte behövs; ström kan sparas genom att koppla från elnätet (ibland med en strömbrytare på baksidan), men bara om funktionalitet inte behövs.
Avbrottsfri strömförsörjning (UPS)

Andra enheter förbrukar standby-ström som krävs för normal funktion som inte kan sparas genom att stängas av när de inte används. För dessa enheter kan el endast sparas genom att välja enheter med minimal permanent strömförbrukning:

Trådlösa telefoner och telefonsvarare
Timers som styr enheter
Säkerhetssystem och brandlarm
Transformatordrivna dörrklockor
Programmerbara termostater
Rörelsesensorer, ljussensorer, inbyggda timers och automatiska sprinklers

Uppskattning av standbyeffekt

Standby-strömförbrukning kan uppskattas med hjälp av tabeller över standby-effekt som används av typiska enheter, även om standby-effekt som används av apparater av samma klass varierar extremt mycket (för en CRT-dator visas standby-effekten till minst 1,6 W, maximalt 74,5 W) . Den totala standbyeffekten kan uppskattas genom att mäta den totala huseffekten med alla enheter i viloläge och sedan frånkopplade, men denna metod är felaktig och föremål för stora fel och osäkerheter.

Mätning av standbyeffekt

Strömmen som slösas bort i standby måste gå någonstans; det avleds som värme. Temperaturen, eller helt enkelt upplevd värme, för en enhet i standby tillräckligt länge för att nå en stabil temperatur ger en uppfattning om slöseri med ström.

För de flesta hemapplikationer ger wattmätare en bra indikation på energianvändning och en viss indikation på standby-förbrukning.

En wattmätare används för att mäta elektrisk effekt. Billiga plugin-wattmätare, ibland beskrivna som energimonitorer, är tillgängliga från priser på cirka USD. Vissa dyrare modeller för hemmabruk har fjärrdisplayenheter. I USA kan wattmätare ofta också lånas från lokala kraftmyndigheter eller ett lokalt folkbibliotek. Även om noggrannheten för mätning av låg växelström och mängder som härrör från den, såsom effekt, ofta är dålig, är dessa enheter ändå indikativa för standby-ström, om de är tillräckligt känsliga för att registrera den. Vissa hemströmsmonitorer anger helt enkelt ett felsiffra som 0,2 %, utan att specificera parametern som är föremål för detta fel (t.ex. spänning, lätt att mäta) och utan kvalifikationer. Mätfel vid den låga standbyeffekten som användes från omkring 2010 (dvs mindre än några få watt) kan vara en mycket stor procentandel av det faktiska värdet – noggrannheten är dålig. Modifiering av sådana mätare för att läsa av standbyeffekt har beskrivits och diskuterats i detalj (med oscilloskopvågformer och mätningar). I huvudsak ersätts mätarens shuntmotstånd, som används för att generera en spänning som är proportionell mot belastningsströmmen, med en med ett värde som vanligtvis är 100 gånger större, med skyddsdioder. Avläsningar av den modifierade mätaren måste multipliceras med motståndsfaktorn (t.ex. 100), och maximal mätbar effekt reduceras med samma faktor.

Professionell utrustning som kan (men inte specifikt utformad för) lågeffektmätningar klargör vanligtvis att felet är en procentandel av fullskalevärdet , eller en procentandel av avläsning plus en fast mängd, och endast giltigt inom vissa gränser.

I praktiken kan noggrannheten av mätningar med mätare med dålig prestanda vid låga effektnivåer förbättras genom att mäta den effekt som dras av en fast belastning såsom en glödlampa, lägga till standby-enheten och beräkna skillnaden i energiförbrukning.

Billigare wattmätare kan vara föremål för betydande inexakthet vid låg ström (effekt). De är ofta föremål för andra fel på grund av deras funktionssätt:

Om belastningen är mycket reaktiv kan effekten som visas av vissa mätare vara felaktig. Mätare som kan visa effektfaktor har inte detta problem.
Många AC-mätare är utformade för att ge avläsningar som endast är meningsfulla för de sinusformade vågformerna för normal växelström. Vågformer för switchade strömförsörjningar som används i mycket elektronisk utrustning kan vara mycket långt ifrån sinusformade, vilket gör att effektavläsningar för sådana mätare blir meningslösa. Mätare som anges för att visa "RMS-effekt" har inte detta problem.

Utrustning av laboratoriekvalitet utformad för lågeffektmätning, som kostar från flera hundra dollar och är mycket större än enkla hushållsmätare, kan mäta effekt ner till mycket låga värden utan någon av dessa effekter. Den amerikanska IEC 62301-rekommendationen för mätningar av aktiv effekt är att en effekt på 0,5 W eller mer ska göras med en osäkerhet på 2 %. Mätningar på mindre än 0,5 W ska göras med en osäkerhet på 0,01 W. Effektmätinstrumentet ska ha en upplösning på 0,01 W eller bättre.

Även med laboratorieutrustning har mätning av standbyeffekt sina problem. Det finns två grundläggande sätt att ansluta utrustning för att mäta effekt; man mäter rätt spänning, men strömmen är fel; felet är försumbart litet för relativt höga strömmar, men blir stort för de små strömmar som är typiska för standby - i ett typiskt fall skulle en standbyeffekt på 100 mW överskattas med över 50 %. Den andra anslutningen ger ett litet fel i spänningen men exakt ström, och minskar felet vid låg effekt med en faktor 5000. En laboratoriemätare avsedd för mätning av högre effekter kan vara känslig för detta fel. En annan fråga är möjligheten att mäta skador på utrustningen om de är inom ett mycket känsligt område som kan mäta några milliampere; om enheten som mäts kommer ur standby och drar flera ampere kan mätaren skadas om den inte är skyddad.

Standby-indikator
DC-strömadapter

Minska standby-förbrukningen

Driftsrutiner

En del utrustning har ett snabbstartsläge; standby-strömmen elimineras om detta läge inte används. Tv-spelskonsoler använder ofta ström när de är avstängda, men standbyeffekten kan minskas ytterligare om rätt alternativ är inställda. Till exempel kan en Wii- konsol gå från 18 watt till 8 watt till 1 watt genom att stänga av alternativen WiiConnect24 och Standby Connection.

Enheter som har uppladdningsbara batterier och alltid är inkopplade använder standbyström även om batteriet är fulladdat. Kabelanslutna apparater som dammsugare, elektriska rakhyvlar och enkla telefoner behöver inte ett standby-läge och förbrukar inte den standby-ström som sladdlösa motsvarigheter gör.

Äldre enheter med strömadaptrar som är stora och varma att ta på använder flera watt ström. Nyare strömadaptrar som är lätta och inte är varma vid beröring kan använda mindre än en watt.

Strömförbrukningen i standbyläge kan minskas genom att koppla ur eller helt stänga av, om möjligt, enheter med ett standbyläge som inte används för närvarande; om flera enheter används tillsammans eller endast när ett rum är upptaget, kan de anslutas till ett grenuttag som stängs av när det inte behövs. Detta kan göra att vissa elektroniska enheter, särskilt äldre, förlorar sina konfigurationsinställningar.

En omkopplingsbar grenuttag eller strömskena

Timers kan användas för att stänga av standby-strömmen till enheter som inte används enligt ett vanligt schema. Strömbrytare som stänger av strömmen när den anslutna enheten går i standbyläge, eller som slår på eller av andra uttag när en enhet slås på eller av är också tillgängliga. Omkopplare kan aktiveras av sensorer. Hemautomationssensorer , switchar och kontroller kan användas för att hantera mer komplex avkänning och omkoppling. Detta ger en nettobesparing av energi så länge som styranordningarna själva använder mindre ström än den kontrollerade utrustningen i standby-läge.

Energiförbrukningen i vänteläge för vissa datorer kan minskas genom att stänga av komponenter som använder ström i vänteläge. Om du till exempel inaktiverar Wake-on-LAN (WoL), "wake on modem", "wake on keyboard" eller "wake on USB" kan det minska strömmen i standbyläge. Oanvända funktioner kan inaktiveras i datorns BIOS- inställningar för att spara ström.

Enheter introducerades 2010 som gör att fjärrkontrollen för utrustning kan användas för att helt stänga av strömmen till allt som är anslutet till ett grenuttag. Det hävdades i Storbritannien att detta skulle kunna spara £30, mer än priset på enheten, på ett år.

Utrustningseffektivitet

I takt med att energianvändare och myndigheter har blivit medvetna om behovet av att inte slösa energi, ägnas mer uppmärksamhet åt enheternas elektriska effektivitet (del av den förbrukade energin som uppnår funktionalitet snarare än spillvärme); detta påverkar alla aspekter av utrustning, inklusive standby-ström. Energianvändning i standbyläge kan minskas både genom uppmärksamhet på kretsdesign och genom förbättrad teknik. Program riktade mot konsumentelektronik har stimulerat tillverkare att minska energianvändningen i standbyläge i många produkter. Det är förmodligen tekniskt möjligt att minska standbyeffekten med totalt 75 %; de flesta besparingarna kommer att vara mindre än en watt, men andra fall kommer att vara så stora som 10 watt.

Till exempel förbrukade en kommersiellt tillgänglig dator i Wake on LAN standby vanligtvis 2 till 8 watt standbyeffekt från och med 2011, men det var möjligt att designa mycket effektivare kretsar: en specialdesignad mikrokontroller kan minska den totala systemeffekten till under 0,5W , med mikrokontrollern själv som bidrar med 42 mW.

Se även

externa länkar