Kdy elektrospotřebiče nespí

Radek Dubravský je z Přerova, studuje na fakultě elektrotechnické ČVUT Praha. Ve 13. ročníku soutěže Cena nadace ČEZ 2012 o nejlepší vysokoškolský vědeckotechnický projekt získal za svou práci „Standby spotřeba v našich domovech“ druhé místo. O svém projektu nám napsal.

Mnozí z nás se domnívají, že když večer zhasnou lampičku a uloží se ke spánku, všechny elektrospotřebiče v domácnosti udělají totéž. Omyl, pravda je jiná. Jen si vzpomeňme, na kolika spotřebičích svítí digitální signalizace hodin. U DVD, VHS přehrávačů a mikrovlnných trub sice není údaj o aktuálním čase jejich primární funkcí, přesto se s jeho zobrazením na displeji nezřídka setkáváme. A určitě ne zadarmo. U některých starších přístrojů nás to může stát okamžitou spotřebu až 10 W! A to už je spotřeba úsporné žárovky, kterou můžeme poměrně slušně svítit. A teď si představme, že svítí 24 hodin denně, 365 dní v roce. A přitom není v domácnosti zdaleka sama. I zařízení, která se po stisknutí hlavního vypínače jeví jako vypnutá, mohou elektrickou energii neustále spotřebovávat.

Standby mode – žádná novinka

Pohotovostní režim (anglicky standby mode) je známý přibližně od devadesátých let minulého století. Jako první se objevil u televizorů disponujících dálkovým ovladačem. Právě díky dálkovému ovládání mohl být televizor nejen zcela řízen z pohodlí křesla (změna kanálu, hlasitosti, apod.), ale i uveden do pohotovostního režimu, kdy obrazovka sice nic nezobrazuje, ale televizor není zcela vypnut. Je pouze „uspán“. V tomto stavu je televizor připraven k reaktivaci, a to opět dálkovým ovladačem. Indikace (dioda) pohotovostního režimu a senzoru spotřebovává elektrickou energii.

Technologický pokrok a rostoucí životní úroveň vedla k rychlému zvyšování počtu elektrických zařízení v domácnostech. Výrobci zařízení se předháněli v nabídkách maximálního komfortu, což kromě jiného znamenalo instalaci režimu standby téměř do všech zařízení zábavní elektroniky. Tento režim přitom nemusí být signalizován pouze diodou. U přístrojů s displejem je typické např. zobrazení digitálních hodin či volného místa na disku aniž by zobrazení hodin u většiny z nich šlo jednoduše vypnout.

Základní stavy spotřebiče

Pohotovostní režim je takový stav elektrospotřebiče, při kterém je spotřebič sice zapojen v síti, ale nevykonává funkci (jednu nebo více), pro kterou byl vyroben.

Elektrospotřebiče se mohou nacházet v těchto základních stavech:

1. Vypnutý stav
a. Vypnutý stav beze ztrát
b. Vypnutý stav se ztrátami

2. Pohotovostní režim
a. Pasivní pohotovostní režim (+ network mode)
b. Aktivní pohotovostní režim

3. Režim používání

Nejnebezpečnějším stavem je vypnutý stav se ztrátami. V tomto režimu je sice zařízení vypínačem zcela vypnuto, nevykonává žádnou funkci a musí být spuštěno zapínacím tlačítkem, ale přesto spotřebovává elektrickou energii. Spotřebuje ji především vstupní transformátor, jelikož vypínací tlačítko je umístěno až za ním, ve vnitřním okruhu zařízení. Ztráty, ke kterým v tomto režimu dochází, odhalíme pouze měřicím zařízením.

V pasivním pohotovostním režimu je zařízení „uspáno“ a do režimu používání může být opět uvedeno dálkovým ovladačem, senzorem, čidlem nebo softwarově, například při naplánovaném nahrávání v danou dobu. V pohotovostním režimu může přístroj zobrazovat některé informace, například hodiny. Pod tento stav spadá i network mode. Spotřebiče v network modu, například podniková tiskárna, na kterou je zaslána tisková úloha, lze reaktivovat signálem po datové síti. Po dokončení práce se tiskárna opět uvede do stavu se sníženou spotřebou.

V aktivním pohotovostním režimu je zařízení těsně před vykonáním určitého pracovního cyklu nebo těsně po něm, než přejde do stavu s nižší spotřebou. Je v něm např. pračka po vyprání prádla nebo DVD přehrávač, jenž je zapnut, ale nepřehrává (netočí diskem).

Historie řešení

O problému nežádoucí spotřeby v pohotovostním režimu a ve vypnutém stavu se ví přibližně od konce minulého století. Celosvětovou spotřebu zařízení v pohotovostním režimu a ve vypnutém stavu není jednoduché určit. Celosvětová roční spotřeba se odhaduje mezi 200 a 400 TWh, což jsou přibližně 2 % celosvětové produkce elektřiny. Pro představu: takovou spotřeby mají všichni obyvatelé Anglie nebo Itálie za rok. A právě tento typ spotřeby přitom může svým chováním ovlivnit každý z nás.

Nejdříve se o problém pohotovostní spotřeby začali zajímat v Austrálii. U zařízení nově uvedených na trh provádějí od roku 2001 měření spotřeby každoročně, a to v pasivním pohotovostním režimu a ve vypnutém stavu se ztrátami. Za 10 let se podařilo u nových spotřebičů snížit příkon v pohotovostním stavu z 5,7 W na 1,1 W (graf 1).

O snižování hodnoty spotřeby usiluje i Evropská komise. Ta pro nové spotřebiče uvedené na evropský trh stanovila limitní hodnoty spotřeby. Zároveň stanovila, že vybraná zařízení musí být vybavena softwarovým řízením spotřeby, které v době nečinnosti automaticky přepne zařízení do stavu s nižší spotřebou. Zpřehlednit situaci na trhu mají i nové energetické štítky s údaji o spotřebách.

Pohotovostní spotřebou se důkladně zabývala přípravná studie pro Evropskou unii EuP Preparatory Study Lot 6 „Standby and Off‑mode Losses“. Na základě výsledků získaných z měření v roce 2005 vznikla směrnice o Ekodesignu, která definuje pohotovostní režim, okruh spotřebičů, jichž se režim týká, a také limitní hodnoty spotřeby pro tento stav u výrobků nově uváděných na evropský trh. Jednotlivé limitní hodnoty stanovené Evropskou komisí pro určené rokyukazuje tab. 1.

Projekt „Standby spotřeba v našich domovech“

Ve svém studentském projektu jsem se rozhodl zjistit spotřebu elektrospotřebičů ve vypnutém stavu a v pohotovostním režimu u zařízení používaných v běžných domácnostech. Měření proběhlo ve 24 domácnostech na celkem 352 spotřebičích.

Z průzkumu domácností a z měření vyplynulo, že domácnosti průměrně využívají14 elektrospotřebičů, které ze sítě trvale odebírají elektrickou energii. Celkový průměrný příkon těchto spotřebičů je 30 W, což znamená, že i když v noci spíte, jakoby vám doma svítila 30W žárovka.

Nejčastěji se v domácnostech vyskytují televizory (ve zkoumaném vzorku domácností celkem 48 přístrojů), což odpovídá vybavenosti 2 televizory na jednu domácnost. Poměrné zastoupení LCD a CRT je přibližně půl na půl. Zajímavé je srovnání spotřeb pohotovostních režimů – v průměrných hodnotách naměříme u LCD 0,4 W (min 0,05 W, max 1,1 W), zato u CRT televizorů hodnotu 10x vyšší (min 0,7 W, max 11,41 W). Čtvrtina CRT televizorů je po ukončení přehrávání vypnuta hard‑switchem do stavu o nulové spotřebě. VHS přehrávače, které dnes již nikdo nepoužívá, a tak často zůstávají zapojené jen kvůli indikaci hodin, mají příkon kolem 3,5 W.

Nečekaná zjištění

Všechna zařízení byla v době měření uvedena do stavu, ve kterém jsou po dobu své nečinnosti nejčastěji. Překvapující jsou zejména spotřeby zařízení ve vypnutých stavech, kde bychom to nečekali. Jedná se především o tzv. počítačový koutek se stolním počítačem (2,6 W), reproduktory (1,6 W), monitorem (0,6 W) a tiskárnou (1,7 W). Přidáme‑li k tomu router v aktivním pohotovostním režimu s průměrnou hodnotou 4,9 W, dostaneme součet 11,4 W v okamžité hodnotě, což ročně dokáže ve vypnutém stavu způsobit náklady až 500 Kč.

Z naměřených dat byla vytvořena tabulka (tab. 2) udávajícíprůměrné hodnoty spotřeby různých zařízení v jedné běžné rodině. V posledním sloupci jsou údaje ilustrující potenciální roční úsporu přepočítanou na počet hodin, kdy je elektrospotřebič v pohotovostním nebo vypnutém stavu.

Výzkum ukázal, že roční náklady na krytí spotřeby zařízení v pohotovostním režimu činí přibližně jednu měsíční zálohu za elektřinu. Po předložení naměřených výsledků jednotlivým domácnostem, které se výzkumu zúčastnily, celé tři čtvrtiny daly najevo svůj zájem snížit roční náklady zlepšením své odběratelské kázně. Jako řešení bylo navrženo pořízení vypínatelných zásuvek, či zásuvek typu master‑slave, a důkladný výběr při nákupu nových elektrospotřebičů. Pro orientační zjištění spotřeby není problém opatřit si měřiče spotřeby, které jsou v obchodech k dispozici v ceně od 500 Kč. Někteří distributoři elektrické energie zapůjčují měřicí zařízení i zdarma

Seznam literatury

SELINA.: Standby and odd‑mode losses in new appliances measured in shops, 2010

FRAUNHOFER, EuP Preparatory Study Lot 6, „Standby and Off‑mode Losses“, 2007.

ENERGY EFFICIENT STRATEGIES, Standby Power And Low Energy Networks –issues and directions, 2010

SEVEn, Vaše elektřina teče, zastavte ji, Uživatelská příručka o pohotovostní spotřebě elektřiny domácích elektrospotřebičů, 2010

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, Key World Energy Statistics, 2011

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, Loaddown, The standby power newsletter, 2011

NAŘÍZENÍ KOMISE (ES) č. 1275/2008, 2008

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, Standby Power Use And Iea „1‑Watt Plan, 2007

MICHAELA VALENTOVÁ, MSc, Má snižování „standby“ smysl?

NAŘÍZENÍ KOMISE V PŘENESENÉ PRAVOMOCI (EU) č. 1062/2010, 2010

SEVEn, Nové energetické štítkování domácích elektrospotřebičů, 2011.

Tab. 1 Limitní hodnoty příkonu v pohotovostním stavu stanovené EK

Tab. 2 Spotřeba a potenciál úspory průměrné rodiny

Pozn.: Hvězdička znamená spotřebu ve vypnutém stavu.