Bericht Januar 2006

Marktcheck: Elektronische Geräte

Swiss Alpine Laboratories for Testing of Energy Efficiency (S.A.L.T.), HTW Chur

ausgearbeitet durch

Eric Bush S.A.F.E.

Rebweg 4 CH-7012 Felsberg

In Zusammenarbeit mit HTW Chur Hochschule für Technik und Wirtschaft

Max Schalcher, Stefan Kammermann Ringstrasse

CH-7000 Chur

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Inhaltsverzeichnis

1. Ausgangslage..............................................................................................................2

1.1 Generell 2 1.2 Für die Stadt Zürich 2

2. Testlabor ......................................................................................................................4

2.1 Testzentrum an der HTW Chur (S.A.L.T.) 4 2.2 Grundausstattung 5 2.3 Spezielle Ausrüstungen 9

3. Vorgehen, Methodik ..................................................................................................10

3.1 Feldmessungen 10 3.2 Labormessungen 10

4. Monitoren...................................................................................................................11

4.1 Grundlagen 11 4.2 Messtechnik 11 4.3 Durchführung der Feld-Messungen 19 4.4 Auswertungen 20

4.4.1 Vollständigkeit der Energy Star Datenbank................................................................20 4.4.2 Vergleich der Daten in der Energy Star Datenbank mit den Feldmessungen............21 4.4.3 Effizienz der Monitore im Vergleich............................................................................26 4.4.4 Folgerungen und Empfehlungen ................................................................................27

5. Kopierer / Drucker .....................................................................................................28

5.1 Grundlagen 28 5.1.1 Einsatz und Verwendung ...........................................................................................28 5.1.2 Gerätebeschrieb.........................................................................................................28

5.2 Messtechnik für die Feldmessungen 29 5.2.1 Messung der verschiedenen Betriebsmodi ................................................................29 5.2.2 Langzeitmessung .......................................................................................................31

5.2 Durchführung der Messungen 32 5.2.1 Energy Star-Vorgaben ...............................................................................................32 5.2.2 Stadtverwaltung Zürich...............................................................................................33 5.3.3 Multifunktionsgeräte im Netzwerk integriert ...............................................................39

5.3 Auswertungen 43 5.3.1 Vergleich mit der EnergyStar Datenbank ...................................................................43

5.4 Folgerungen und Empfehlungen 46

6. Quellenverzeichnis....................................................................................................49

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1. Ausgangslage

1.1 Generell Der Anteil der Bürogeräte am schweizerischen Elektrizitätsverbrauch ist nicht dominant aber doch beträchtlich. Die Bürogeräte haben mit 1’600 GWh/a einen Anteil von 3.0% am gesamt-schweizerischen Verbrauch. Allerdings ist der Trend aufgrund des starken Mengenwachstums stark zunehmend und es bestehen wesentliche Effizienzpotenziale [Prognos 2002, S.A.F.E. 2001].

Basis für die meisten Massnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz ist eine transparente E-nergiedeklaration. Diese ist wichtig für die Hersteller zur Optimierung ihrer Produkte, wichtig für Behörden zur Optimierung von Vorschriften und Kampagnen sowie für Konsumenten um Markt-druck aufzubauen.

Die meisten elektronischen Geräte erfüllen ihre Aufgaben in unterschiedlichen Betriebszustän-den. Für eine wirkungsvolle Energiedeklaration ist eine Erfassung aller wichtigen Betriebszustän-de nötig. Verschiedene Gremien haben unterschiedliche Messnormen, Labels und Verein-barungen definiert [cepe 2002].

Der wichtigste Schritt fehlt allerdings: Die wenigsten Geräte sind in den Unterlagen und am Point of Sales einheitlich deklariert. Recherchen und Nachfragen direkt bei den Herstellern führen oft auch nicht weiter und zeigen die Unsicherheiten in der Branche.

Die wohl grösste Verbreitung hat das Label Energy Star von der United States Environmental Protection Agency. Die Kriterien sind zurzeit veraltet [E.V.A. 2003]. Die Vorgaben werden sogar von den verschwenderischen Produkten mühelos eingehalten. Aufgrund der langjährigen Me-chanik zur Aktualisierung von Anforderungen dürften diese weiterhin schwach bleiben und eher den Charakter von Minimalanforderungen haben. Für Einkäufer und Konsumenten, die beste Produkte suchen, bietet der Energy Star daher keine Hilfe. Wesentlich ist, dass der Energy Star zur Erarbeitung und weltweiten Harmonisierung von Messnormen beiträgt. Früher wurde nur der Standby-Zustand von Geräten betrachtet, neu werden mit der Aktualisierung der Kriterien für Bildschirme sowie Drucker und Kopierer auch die aktiven Betriebszustände einbezogen.

Energy Star verlässt sich weitgehend auf Herstellerangaben und macht kaum Stichproben. Seit April 2004 veröffentlicht Energy Star im Internet die prämierten Geräte inklusive der energeti-schen Angaben. Damit werden die Herstellerangaben öffentlich nachvollziehbar. Eine Stichprobe von Topten zeigte diverse Widersprüchlichkeiten der Selbstdeklarationen auf.

1.2 Für die Stadt Zürich Im Rahmen dieses Projektes sollen Beschaffungsstandards für Bürogeräte erarbeitet werden. Im Vordergrund stehen Kopierer, Fax- und Multifunktionsgeräte, soweit möglich und sinnvoll werden auch Drucker und Bildschirme behandelt. Die Standards sollen den Einbezug von energierele-vanten Kriterien optimieren und der reinen Minimierung der Anschaffungskosten entgegentreten. Es sollen Beschaffungskriterien, Benutzereinstellungen und Konfigurationen sowie Energiespar-tipps für alte und neue Geräte zusammengestellt werden.

Im Masterplan Energie der Stadt Zürich (Stadtratsbeschluss Nr. 1438 vom 2.10.2002) ist festge-legt, dass die elektrischen Geräte der Stadt Zürich in Bezug auf Energieverbrauch vorbildlich sein sollen (Ziel 11), und dass Bevölkerung, Wirtschaft, Verwaltung und Fachleute zielgruppengerecht mit Energie-Informationen versorgt werden sollen, um so die Wirkung der Vorbildfunktion der Stadt Zürich zu verstärken (Ziel 8).

• Schul- und Büromaterialverwaltung der Stadt Zürich (SBMZ):

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o Bestandeslisten zu Kopier- und Faxgeräten o Modell-Listen mit Energiewerten in Vorbereitung (Canon, Toshiba, Xerox etc.) o Entwurf: Zulassungskriterien für Kopierer und Faxgeräte o Entwurf: Energiespartipps für Bürogeräte o Offen: Reporting Energie o Recycling-Papier (SR-Beschluss: Ziel Anteil von 60%)

• Organisation und Informatik Zürich (OIZ):

o Zuständig für Bildschirme, Drucker und PC o Es ist geplant, die Erfolgskontrolle zur energieeffizienten Beschaffung durch die

Geräteanbieter erstellen zu lassen

• ewz:

o Kundenzentrum: Beratung von Privat- und Grosskunden zur effizienten Elektrizitätsnutzung bei Bürogeräten

• Umwelt- und Gesundheitsschutz Zürich (UGZ):

o Das UGZ bietet aktiv zielgruppengerechte Informationen zum sparsamen und umweltschonenden Einsatz von Energie an.

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2. Testlabor

2.1 Testzentrum an der HTW Chur (S.A.L.T.)

S.A.L.T. ist ein Joint Venture der Hochschule für Technik und Wirtschaft Chur (HTW Chur) mit der Schweizerischen Agentur für Energieeffizienz Zürich (S.A.F.E.). Als Partner dabei sind EnergieSchweiz, topten (www.topten.ch) und das Elektrizitätswerk Zürich (ewz). Die zwei wichtigsten Ziele für das Testzentrum sind:

• Verbesserung der Energieeffizienz von Geräten • Erhöhung der Markttransparenz durch Deklarationen, Labels, www.topten.ch, usw. Dadurch sollen folgende Wirkungen erzielt werden:

• Institutionelle Käufer erhalten Unterstützung für energiebewusste Entscheidungen • Konsumenten können sich via Internet (www.topten.ch) umfassend informieren • Produzenten bekommen Anreize zur Entwicklung und für das Marketing besserer

Produkte • Berater erhalten Unterlagen zur Entscheidungsfindung sowie Unterlagen für EW’s • Politiker bekommen Anregungen, Empfehlungen und Massnahmen für die praktische

Umsetzung in Politik und Wirtschaft Die Labors im Studiengang Prozess-/Anlagentechnik der HTW Chur sind seit jeher bestens ausgerüstet mit präzisen Geräten für die Messung von elektrischen Grössen (z.B. Spannungen, Ströme, Leistungen und Energie) und von nichtelektrischen Grössen (z.B. Leuchtdichte, Temperatur, Feuchtigkeit, usw). Die notwendigen messtechnischen Kenntnisse sind vorhanden und im Lehrkörper breit abgestützt. Von Seiten der Schweizerischen Agentur für Energieeffizienz besteht der Bedarf, Geräte in Bezug auf die Energieeffizienz zu überprüfen und gegebenenfalls Massnahmen zu deren Verbesserung auszuarbeiten. Durch die Zusammenarbeit von HTW Chur und S.A.F.E. lassen sich Synergien nutzen. S.A.F.E. profitiert von der Ausrüstung und dem Know-How der Dozenten der HTW Chur und die HTW Chur ihrerseits profitiert vom Netzwerk und von der Erfahrung von S.A.F.E. An der HTW Chur gibt es ein anerkanntes Qualitäts-Management-System (QMS) welches der Norm ISO 9001-2000 entspricht. Damit sind Kompetenznachweise (Fortbildung der Dozenten und Assistenten), Dokumentenmanagement (Dokumentenfluss und Archivierung) sowie Prüfnachweise gewährleistet. Mit dem Prüfnachweis wird „beglaubigt“ (akkreditiert), dass „physikalisch richtig“ gemessen wird bzw. wurde. Für den Prüfnachweis werden folgende Aktionen dokumentiert: • Hardware- und Software Release, Inventar Dokumentation • Kalibrierungen, on-line Messaufzeichnungen, Typenprüfungen • Ringversuche mit anderen anerkannten Labors • Interne dokumentierte Prüfverfahren, Plausibilitätsüberprüfungen Im Testlabor S.A.L.T. werden die folgenden physikalischen Grössen normgerecht gemessen: Strom, Spannung, Leistung, Leuchtdichte (cd/m2), Netzqualität (THD), Netzimpedanz, Temperatur und relative Feuchte. Für jede dieser Messgrössen werden grundsätzlich Prüfnachweise erstellt und damit die physikalische Richtigkeit der Messung dokumentiert.

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2.2 Grundausstattung Raum und Infrastruktur: Als Testzentrum konnte ein Raum im Labortrakt der HTW Chur eingerichtet werden, welcher nicht an eine Aussenwand grenzt und trotzdem oben gegen das Flachdach hin 3 kleine Fenster aufweist, von denen sich eines öffnen lässt für eine ausreichende Frischluftzufuhr. Die Dachkonstruktion ist so, dass kein direktes Sonnenlicht ins Zimmer gelangen kann. Dies hat den Vorteil, dass Schwankungen der Aussentemperatur und die Sonneneinstrahlung nur einen sehr geringen Einfluss haben auf die (sehr konstante) Temperatur des Innenraumes.

Abbildung 1: S.A.L.T. Testlabor, Messaufbau für Messungen an Monitoren

Abbildung 2: S.A.L.T. Labor Detail

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Grundriss:

Abbildung 3: Grundriss des S.A.L.T. Labor an der HTW Chur

Im Labor können mehrere Geräte gleichzeitig gemessen werden. Für die Messung grösserer Serien müsste allerdings in ein anderes, grösseres Labor der HTW Chur gewechselt werden. Für die Messung der Leuchtdichte kann der Raum bei Bedarf verdunkelt werden. Stromversorgung Erste Messungen haben eine Total Harmonic Distortion (THD) ergeben welche grösser ist als der erlaubte Wert von 2%. Im weiteren war die Netzimpedanz grösser als 0,25 Ohm, was auf die langen Zuleitungen ab der Netzeinspeisung bzw. -verteilung zurückzuführen ist. Um die erforderliche Netzqualität zu erreichen wurde im Februar 2005 eine verstärkte Stromversorgung installiert, so dass die Bedingungen für die Stromversorgung (Test Conditions) erfüllt sind: • Netzspannung: 230V AC (±1%), 50Hz (±1%) • THD: < 2% • Netzimpedanz: < 0.25 Ohm

Für die Einhaltung der Netzspannung wird bis auf weiteres ein Variac verwendet mit dem sich die Spannung von Hand einstellen lässt. In einem nächsten Ausbauschritt ist die Verwendung eines Spannungsstabilisators geplant.

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Heizung / Klima / Lüftung Temperaturmessungen haben ergeben, dass die Grenzwerte für die Temperatur problemlos eingehalten werden. Die Heizung erfolgt mit Hilfe eines Radiators. Die gewünschte Temperatur kann von Hand an einem Regelventil eingestellt werden. Ist die Temperatur zu tief, öffnet das Ventil, ist sie umgekehrt zu hoch, schliesst das Ventil. Die gemessenen Temperaturwerte bewegen sich innerhalb eines Toleranzbandes von ±3ºC. Die relative Feuchte ist generell zu gering. Messungen über einen längeren Zeitraum während der Heizperiode haben Werte ergeben die zwischen 22% bis 35% liegen. Um die relative Feuchte zu erhöhen wurde ein mobiles Gerät zur Luftbefeuchtung angeschafft. Damit lässt sich problemlos eine relative Feuchte von 50% erreichen, was in der Mitte des erlaubten Toleranzbandes liegt. Die Lüftung steht in engem Zusammenhang mit der relativen Feuchte. Durch manuelles Öffnen oder Schliessen eines Fensters (unter einem Vordach) kann für eine ausreichende Lüftung gesorgt werden. Somit können die Bedingungen für normkonforme Messungen erfüllt werden: • Umgebungstemperatur: 20ºC ± 5ºC • Relative Feuchtigkeit: 30% - 80% Für die Archivierung der Dokumente stehen eine Reihe von Wandschränken im Testraum zur Verfügung. Die Daten werden auch elektronisch gesichert vom Informatikdienst der HTW Chur. Dies erfolgt automatisch, indem alle Informationen auf dem Server der HTW Chur täglich gesichert werden. Für wichtige Dokumente in Papierform besteht die Möglichkeit der Archivierung im Archivraum der HTW Chur. Geräte für die Messung von elektrischen und nichtelektrischen Grössen: Neben einer Vielfalt von Messgeräten für Strom, Spannung, Leistung und andere elektrische und nichtelektrische Grössen stehen für die Durchführung der Verbrauchsmessungen im Testlabor insbesondere folgende Geräte aus dem Labor der HTW Chur zur Verfügung: • Strommessung: 2-Kanal Stromsensor CS 250, Contec, diverse Shunts und Stromzangen bis 1000A • Strom-/Spannungsmessung: Metrawatt MA5D, METRAWATT • Leistungsmessung: Power Analyzer PM3000A, Voltech Power Analyzer PM1200, Voltech Wide Band Power Analyzer D6000, Norma AC-Power Analyzer D5155, Norma AC-DC Power Analyzer D5135, Norma • Leuchtdichtemessung: PANLUX electronic 2, Gossen • Strom- und Spannungsverläufe 4-Kanal Digital Recording Oscilloscope DRO 1604 von Gould • Messung von THD und Netzimp.: Digitaler Spannungsanalysator, Gerät von MICHELS Datentechnik • Strom- und Spannungskalibrator: Clark-Hess, AC-/DC-Source, Model 828, von Tectron

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Im S.A.L.T.-Labor verwendete Messgeräte

Abbildung 4: Leistungsmessgerät PM1200, Voltech Abbildung 5: Speicheroszilloskop DRO 1604, Gould

Abbildung 6: Digitaler Spannungsanalysator Abbildung 7: Leuchtdichtemessung

Abbildung 8: Feuchte- und Temperaturmessgerät Abbildung 9: Leistungsmessgerät Norma D6000

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2.3 Spezielle Ausrüstungen Speziell für die Belange des Testzentrums wurden von der HTW Chur folgende Geräte angeschafft: • Leistung und Energie: MAVOWATT 45 von Gossen/Metrawatt • Leuchtdichte [cd/m2]: MAVOLUX 5032B/C Digitales Luxmeter, Gossen • Temperatur + relative Feuchte: HYDROLOG NT-D-CL, Messung + Datenlogger, rotronic • tragbares Oszilloskop: tragbares Oszilloskop, 199 Scopemeter, FLUKE mit Speicherfunktion Abbildung 10: Mavowatt 45 Abbildung 11: Clarke Hess Kalibrator

Im weiteren wurde die Stromversorgung verstärkt, um die Testbedingung bezüglich THD zu erfüllen. Dies erfolgte durch Vergrösserung des Querschnittes der Zuleitung von der Energieverteilung zur Steckdose im Testraum auf 10mm2. Die Anschaffung eines Spannungsstabilisators für die Einhaltung der Toleranz von ±1% ist (bei Bedarf) vorgesehen für 2005. Für die Kalibrierung der Strom- und Spannungsmessgeräte steht ein AC-/DC-Kalibrator zur Verfügung. Damit lassen sich die Strom-, Spannungs- und Leistungsmessgeräte überprüfen. Die Dunkelraumbedingungen für die Messung der Leuchtdichte bei Monitoren lassen sich mit relativ wenig Aufwand realisieren. Für die normgerechten Messungen wurde bis jetzt ein schwarzes, lichtundurchlässiges Tuch verwendet mit dem der zu messende Monitor während der Leuchtdichtemessung zugedeckt wurde. Mit der oben erwähnten Ausrüstung lassen sich die von EnergyStar geforderten Testbedingungen realisieren:

Versorgungsspannung 230 Volt (±1%)

Total Harmonic Distorion (Spannung) < 2% THD

Umgebungstemperatur 20ºC ± 5ºC

Relative Feuchtigkeit 30% - 80%

Netzimpedanz < 0.25 Ohm

Tabelle 1: Bedingungen für das Testlabor

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3. Vorgehen, Methodik Die Grundlagen für die Messungen bilden die Vorgaben von EnergyStar1. In den entsprechenden Dokumenten sind die Betriebsarten für die einzelnen Gerätegruppen und die Prüfmethoden detailliert festgelegt. Bei der Energieverbrauchsmessung wird in der Regel die Leistung gemessen. Die Leistung in den verschiedenen Betriebsarten lässt sich dann leicht vergleichen mit derjenigen anderer Geräte. Die Leistung sagt aber noch nicht viel aus über den Energieverbrauch. Die Energie ergibt sich aus dem Produkt Leistung mal Zeit. Dadurch ergibt sich bestenfalls ein Bild über den „momentanen“ Energieverbrauch.

Das Benutzerverhalten bestimmt bei den meisten Geräten wie z.B. Kopierern den Energieverbrauch massgeblich. In diesen Fällen wird die Energie direkt über einen längeren Zeitraum gemessen, z.B. während einer ganzen Woche. Auf diese Weise erhält man einen Durchschnittswert welcher das Benutzerverhalten mit einschliesst.

In einer ersten Phase werden mittels Feldmessungen bei Institutionellen Käufern, Einkäufern und Grossverteilern so genannte Feldmessungen durchgeführt. Ziel ist es, dadurch rasch einen Überblick zu bekommen und gegebenenfalls Schwachpunkte bzw. Einsparpotenziale zu entdecken.

In einer zweiten Phase werden ausgewählte Geräte im Labor unter Normbedingungen ausgemessen. Im Labor (S.A.L.T.) können alle Testbedingungen eingehalten werden und die Resultate genügen wissenschaftlichen Ansprüchen.

In einer dritten Phase erfolgt dann die Auswertung und die Ausarbeitung von Empfehlungen an die Einkäufer und die Hersteller.

3.1 Feldmessungen Die Feldmessungen werden direkt in den Verkaufsläden der Wiederverkäufer und Grosshändler (MIGROS, COOP, MEDIA-MARKT, usw.) oder bei den Anwendern (Verwaltungen, Schulen, Industrie) durchgeführt. Die Bedingungen sind meistens nicht optimal, vor allem was die zeitlichen und räumlichen Verhältnisse betrifft. Trotzdem lassen sich relevante Aussagen über den Energieverbrauch machen. Vorteile der Feldmessungen sind: • grosse Anzahl von verschiedenen Geräten • Messungen an Geräten die aktuell auf dem Markt sind • Einbezug des Benutzerverhaltens

Die bisher ausgewerteten Messungen gründen ausschliesslich auf Feldmessungen.

3.2 Labormessungen Im Testlabor (S.A.L.T.) der HTW Chur lassen sich ausgewählte Geräte genau und normgerecht nach EnergyStar Vorgaben ausmessen und vergleichen. Dies ist notwendig, um eine zuverlässi-ge Referenz zu haben für die Feldmessungen, um wissenschaftlich fundierte Aussagen machen zu können und um neue Erkenntnisse herauszufinden oder zu bestätigen.

Das Testlabor ist seit kurzem fertig eingerichtet und betriebsbereit.

1 Siehe Literatur [1] und [2]

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4. Monitoren

4.1 Grundlagen Der Markt für Displays wird derzeit von zwei Technologien beherrscht, von Kathodenstrahlröhren (CRT = Cathode Ray Tube) und Flüssigkristall-Displays (LCD = Liquid Cristal Display). Die LCD-Technologie hat den Durchbruch geschafft und ist dabei die Kathodenstrahlröhren vom Markt zu verdrängen. Neue Displays und Monitore in den Läden basieren praktisch ausschliesslich auf der LCD-Technologie. Dies ist der Grund, weshalb in der vorliegenden Arbeit ausschliesslich LCD-Monitoren untersucht werden.

LCD steht für ‘Liquid Crystal Display’ und umfasst alle Bildschirme, die mit der Flüssigkristall-technik arbeiten. Dazu gehören kleine Displays von Taschenrechnern oder Handys ebenso wie große Bildschirme von Notebooks oder Desktop-Monitoren. Bei Letzteren kommen heute fast ausschließlich TFT-Displays zum Einsatz, wobei TFT ‘Thin Film Transistor’ bedeutet und auf die Ansteuerung jedes einzelnen Pixels mit einem eigenen Transistor hinweist. Solche Panels nennt man auch Aktiv-Matrix-Displays. Bei einem TFT-LCD ermöglicht ein in jedem Bildpunkt vorhan-dener Schalttransistor die Kontrolle der an den jeweiligen Bildpunkten anliegenden Spannung, was die Stellung der Flüssigkristallmoleküle und damit das Durchscheinen des von der intensiven Hintergrundbeleuchtung kommenden Lichtes regelt. Die TFT Aktiv-Matrix-LCD -Technologie er-möglicht eine hohe Darstellungsqualität (guter Kontrast) und rasche Bildwechsel (kurze Reakti-onszeit).

Die LCD-Displays werden zur Zeit laufend weiterentwickelt und neue Displaytechnologien gelan-gen zur Marktreife. Dazu gehören unter anderen Plasmadisplays, Polymerdisplays, Organic Light Emitting Diodes (OLED) usw. Gegenwärtig vorherrschend im Markt sind aber eindeutig Monitore mit TFT/LCD-Technologie.

4.2 Messtechnik Im Beschluss der Kommission von 22. Dezember 2004 (siehe Lit. [2]) ist detailliert beschrieben, wie die Monitore zu messen sind.

Die Betriebszustände werden definiert (Begriffsbestimmungen) sowie die Energiesparspezifikationen für konforme Produkte. In einem eigenen Abschnitt werden die Prüfmethoden sehr ausführlich beschrieben. Die Gliederung in einzelne Punkte ermöglicht die direkte Umsetzung im S.A.L.T.-Testlabor.

Da das Vorgehen bei der Ausmessung der Monitore in Lit. [2] bereits beschrieben ist, soll an dieser Stelle nur noch auf den praktischen Messaufbau und auf die Besonderheiten des S.A.L.T. Testlabors eingegangen werden.

Messaufbau Der zu messende Monitor wird auf dem Labortisch gegenüber dem Leuchtdichtemessgerät, welches auf einem speziellen Ständer montiert ist, aufgestellt. Mit Hilfe eines Lineals erfolgt die genaue Ausrichtung des Sensors im erforderlichen Abstand, so dass eine Fläche von mindestens 500 Pixel in der Mitte des Bildschirms erfasst wird (siehe Lit [5], Seite 301). Die Ansteuerung des Monitors erfolgt von einem Laptop aus auf den auch das Testbild gespeichert ist. Es handelt sich dabei um das Bild L80 (weisses Rechteck auf schwarzem Untergrund).

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schwarzeDecke zumabdunkeln

Leuchtdichte-Messgerät

Sensor

d

Monitor(Prüfling)

Leistungs-messgerät

Laptop zuransteuerungdes Bildschirms

Abbildung 12: Messaufbau im S.A.L.T. Labor

Verwendete Messgeräte • PANLUX electronic 2 (Batteriebetriebenes Gerät) für die Leuchtdichte • PM 1200 AC Power Analyzer von Voltech für Wirk-, Blind- und Scheinleistung • Hygro Log NT2-D-CL für Luftfeuchtigkeit und Temperatur • Travelmate 630 von ACER, Laptop

Der Laptop hat zwei Funktionen: senden des Testbildes und Einstellen der Betriebsart. Das Lux-meter dient der Einstellung der erforderlichen Leuchtdichte. Mit dem Leistungsmessgerät können sämtliche Leistungen sowie auch die THD gemessen werden.

Durchführung der Feldmessungen Die einzelnen Prüfschritte werden eingehalten gemäss den Vorgaben von EnergyStar, Lit. [2]. Zur Zeit sind wir in der Lage, im S.A.L.T. Testlabor die EnergyStar Norm vollständig einzuhalten.

Mit Hilfe des Leistungsmessgerätes werden folgende Werte gemessen: Wirk-, Schein- und Blind-leistung, Leistungsfaktor und THD (Total Harmonic Distortion).

Mit dem Luxmeter im Abstand d = 22 bis 26 mm (je nach Auflösung) wird die Leuchtdichte in cd/m2 gemessen. Zur Abschirmung des Einflusses von Fremdlicht dient ein schwarzes Tuch mit dem der Bildschirm nach der Einstellung zugedeckt wird. Es hat sich gezeigt, dass der Unter-schied zwischen der Messung bei vollständiger Dunkelheit und bei künstlicher Beleuchtung (Flu-oreszenzröhren, ca. 400 Lux) vernachlässigbar klein ist. Trotzdem wird der Prüfling immer abge-deckt mit einem schwarzen, lichtundurchlässigen Tuch

• Gemessene Fläche auf dem Bildschirm: 500 Pixel

• Testbild L80

• Eingestellte Helligkeit 175 cd/m2 bei maximalem Kontrast

Genauigkeit der Feldmessungen Bei der Messung von Leistungen traten Schwankungen des Messwertes auf von bis zu ±1 Watt. Die Ursache dieser Schwankungen ist bis jetzt noch nicht geklärt. Sie wirken sich direkt aus auf die Genauigkeit des Messresultates. Möglicherweise ist es eine Frage wie die Momentanleistun-gen gemittelt werden. Bezogen auf eine durchschnittliche Leistung von 20 Watt bedeutet dies Schwankungen von bis zu ± 5%. Die Grundgenauigkeit des Leistungsmessgerätes beträgt ± 1%. Die Messung der Leuchtdichte weist eine Genauigkeit von ± 3,5% auf bei senkrechtem Lichtein-fall und Glühlampenlicht. Bei der Auswirkung der Leuchtdichte auf die Leistung gibt es zwei Vari-

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anten. Bei der Mehrheit der Monitore ist die Leistung praktisch unabhängig von der eingestellten Helligkeit. Dies lässt sich so erklären, dass die Hintergrundbeleuchtung konstant gehalten und die Helligkeit durch die Ansteuerung der LCD’s variiert wird. Bei einzelnen Monitoren hängt je-doch die Leistung mehr oder weniger stark von der Helligkeit ab. In diesen Fällen wird offenbar die Hintergrundbeleuchtung verändert, was heisst, dass die Genauigkeit der Messung auch von der Messung und Einstellung der Leuchtdichte abhängt.

Aus den obigen Überlegungen folgt die generelle Aussage, dass die Messfehler für die Leistun-gen bei den Feldmessungen in der Regel ±5% betragen. Sie können jedoch im schlimmsten Fall bis auf maximal ±10% ansteigen.

Leistungsfaktor Der Leistungsfaktor liegt im Bereich von ca. 0,5 und 0,6, d.h. die Wirkleistung ist beinahe gleich gross wie die Blindleistung. Der Grund dafür liegt im Netzteil der LCD-Monitoren. Aus 230V Wechselspannung wird zunächst durch Gleichrichten eine Gleichspannung u(t) erzeugt. Dabei wird ein Kondensator über eine zweipulsige Gleichrichterschaltung geladen. Der zugehörige La-destrom i(t) weicht sehr stark ab von der Sinusform, was eine grosse Verzerrungsblindleistung ergibt.

Abbildung 13: Nichtsinusförmiger Strombezug durch die Netzteile der LCD Monitoren

Wenn eine grosse Anzahl von Monitoren am Netz betrieben wird, dürfte es sich lohnen, die Blind-leistung zu eliminieren. Dies könnte entweder durch Kompensation mit Hilfe von kapazitiver Blindleistung oder besser durch eine elektronische Schaltung (Leistungsfaktorkorrektur) gesche-hen.

Einfluss der eingestellten Helligkeit auf die Leistungsaufnahme Da die Resultate bei einigen Produkten nicht mit den Angaben in der Energy Star Datenbank ü-bereinstimmten, wurden bei den Verbrauchsmessungen an Monitoren bei den meisten Geräten zwei Messungen durchgeführt, eine bei der normgerechten Helligkeit von 175cd/m2 und eine bei der maximalen Helligkeit. Damit wollte man überprüfen, ob in der Energy Star Datenbank die Leistungen eventuell bei der maximalen Helligkeit angegeben sind.

Dabei hat sich als „Nebeneffekt“ gezeigt, dass es zwei Gruppen von Monitoren gibt, eine bei der die Leistung bei 175cd/m2 und bei maximaler Helligkeit gleich ist und eine zweite, bei der die Leistungsaufnahme deutlich grösser ist bei maximaler Helligkeit. Dies hängt vermutlich zusam-men mit der Hintergrundbeleuchtung.

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Modell Leistung P bei 175cd/m2

[W]

maximale Hel-ligkeit

[cd/m2]

Leistung bei max. Helligkeit

[W]

SONY TFT HS73 29.8 240 29.6

SONY HS93 33.7 200 34.4

MEDION MD 7415 TE 20.4 (150cd/m2) 190 20.3

HYUNDAI L17T 29.4 (135cd/m2) 200 29.4

BENQ FP731 29.3 (155cd/m2) 165 29.1

ACER AL1721MS 34.0 230 34.0

ACER AL1921 34.3 185 34.3

AOC LM919 37.2 (135cd/m2) 200 37.5

LG Flatron L1920P 34.1 260 34.3 Tabelle 2: Monitoren mit gleicher Leistung bei 175cd/m2 und bei maximaler Helligkeit

Modell Leistung P bei 175cd/m2

[W]

maximale Hel-ligkeit

[cd/m2]

Leistung bei max. Helligkeit

[W]

BENQ FP783 25.1 240 33.5

ACER AL1512TFT 21.1 310 30.1

MEDIO MD 7479 30.0 200 33.2

ACER AL1714M 36.6 350 44.5

SAMSUNG 710MP 33.4 200 35.4

LG Flatron L1720P 21.1 290 27.1

SAMTRON 91S 31.0 195 33.3 Tabelle 3: Monitoren mit unterschiedlicher Leistung bei 175cd/m2 und bei max. Helligkeit

Fazit

• Für Leistungs- bzw. Verbrauchsmessungen spielt die Helligkeit im Allgemeinen eine wichtige Rolle, obwohl der Leistungsbezug einzelner Monitoren von der Einstellung der Helligkeit un-abhängig ist.

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Für die Messung der Leistung bzw. des Energieverbrauchs muss, gemäss Energy Star-Norm, die Leuchtdichte auf Lv = 175cd/m2 eingestellt werden. Diese Messung erlaubt Effizienzvergleiche zwischen den Modellen. In der Praxis zeigt es sich aber, dass die Monitore meistens bei 100% Helligkeit betrieben werden, daher ist auch die Leistungsaufnahme bei 100% Helligkeit von Be-deutung.

Monitor mit leistungsunabhängiger Helligkeit Am Beispiel des Monitors EIZO L365 wurden die Leistung P und die Leuchtdichte Lv in Funktion der eingestellten Helligkeit gemessen. Parameter: U = 227V, Kontrast = 100%, Temperatur = 22ºC, Relative Luftfeuchtigkeit = 32% Sensoren im Abstand von 2,1cm von der Monitoroberfläche (min. 500 Pixel)

Für die Messung der Leuchtdichte Lv wurden zu Vergleichszwecken parallel zwei Messgeräte verwendet: • Mavolux 5032B (Neuanschaffung im Dezember 2004) • PANLUX electronic 2, Gossen (neu kalibriert im Dezember 2004)

Auswertung der Messungen

Leuchtdichte und Leistung in Funktion der Helligkeit

0.020.040.060.080.0

100.0120.0140.0160.0

0 20 40 60 80 100 120

Leuc

htdi

chte

[cd/

m2]

MavoluxGossenLeistung

Abbildung 14: Monitor FlexScan L365 von EIZO

Die Leistung P ändert sich kaum beim Verstellen der Helligkeit (weniger als ein Watt). Die Leuchtdichte dagegen nimmt wie erwartet zu und weist einen nahezu parabelförmigen Verlauf auf.

Monitor mit leistungsabhängiger Helligkeit Am Beispiel des Monitors Syncmaster 570S von Samsung wurden die Leistung P und die Leuchtdichte Lv in Funktion der eingestellten Helligkeit gemessen. Parameter: U = 231V, Kontrast = 70%, Temperatur = 23ºC, Relative Luftfeuchtigkeit = 35% Sensoren im Abstand von 2,1cm von der Monitoroberfläche (min. 500 Pixel)

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Für die Messung der Leuchtdichte Lv wurden zu Vergleichszwecken wiederum zwei Messgeräte parallel verwendet: • Mavolux 5032B (Neuanschaffung im Dezember 2004) • PANLUX electronic 2, Gossen (neu kalibriert im Dezember 2004)

Leuchtdichte und Leistung in Funktion der Helligkeit

0.020.040.060.080.0

100.0120.0140.0160.0180.0200.0

0 20 40 60 80 100 120

Helligkeit [%]

Leuc

htdi

chte

[cd/

m2]

MavoluxGossenLeistung

Abbildung 15: Monitor SyncMaster 570S von Samsung

Die Änderung der Leistung in Funktion der Helligkeit ist wegen dem ungünstigen Massstab nicht gut ersichtlich. Deshalb wird die Leistung in der Abbildung 16 noch separat dargestellt.

Leistung P in Funktion der Helligkeit

10.011.012.013.014.015.016.017.018.019.020.0

0 20 40 60 80 100 120

Helligkeit [%]

Leis

tung

P in

Wat

t

Leistung P Polynomisch (Leistung P)

Abbildung 16: Leistung in Funktion der Helligkeit

Zwischen der Leistung und der Helligkeit besteht eine deutliche, nahezu lineare Abhängigkeit. Interessant ist, dass auch bei Helligkeit 0% eine Leistung von ca. 11 Watt benötigt wird.

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S.A.L.T. 21.01.2006

Einfluss von Fremdlicht auf die Messung der Monitor-Leuchtdichte Um festzustellen ob es notwendig ist die Messeinrichtung mit einem Tuch abzudecken, wurden die Messungen bei 0% und bei 100% Helligkeit auch bei vollständiger Dunkelheit durchgeführt (Messeinrichtung zugedeckt mit einem lichtundurchlässigen Tuch). Dabei hat sich gezeigt, dass die Zimmerbeleuchtung (Leuchtstoffröhren an der Decke) keinen nennenswerten Einfluss hat auf die Messung der Leuchtdichte.

Monitor: EIZO L365

Eingestellte Helligkeit [%]

Messung mit Abdeckung [cd/m2]

Messung ohne Abdeckung [cd/m2]

Leistung P [W]

0

0.5

0.8

22.4

100

138.5

142.0

23.0

Tabelle 4: Einfluss der Abdeckung auf die Messung der Leuchtdichte

Fazit

• Eine Abdeckung der Messeinrichtung ist nicht unbedingt notwendig (wichtig für Feldmes-sungen).

• Auch der Abstand des Sensors von der Oberfläche ist nicht kritisch. Es muss nur darauf geachtet werden, dass Fremdlichtquellen nicht direkt auf die Messeinrichtung bzw. auf den Sensor einwirken.

• Stichproben bei anderen Monitoren lassen den Schluss zu, dass die obigen Aussagen für alle Monitoren gelten.

• Da die Abdeckung auf die Messung der Leuchtdichte nur einen sehr geringen Einfluss hat, trifft dies auch für die Leistungsmessung zu, die ja – je nach Monitor – von der eingestellten Helligkeit abhängig ist.

Seite 18

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Einfluss des Abstandes zwischen Leuchtdichte-Sensor und Bildschirm auf die Messung der Leuchtdichte Gemäss EnergyStar-Norm müssen für die Messung der Leuchtdichte mindestens 500 Pixel ge-messen werden, um Ungleichheiten bei den Pixels auszugleichen und um zu verhindern, dass sich kleine Änderungen in der Position des Leuchtdichte-Sensors auf die Messung auswirken. Dies bedingt einen Mindestabstand zwischen dem Sensor und der LCD-Bildschirmoberfläche.

Bei einer Auflösung von 1024 x 786 Pixels beim EIZO FlexScan L365 Bildschirm beträgt der Mindestabstand 2,1cm.

Um den Einfluss des Abstandes auf die Leuchtdichte zu untersuchen wurde die Leuchtdichte in 5 verschiedenen Abständen gemessen.

Parameter: U = 227V, Helligkeit 100%, Kontrast 100%, Testbild L80,

Temperatur = 22ºC, relative Luftfeuchte 26%

Abstand [cm]

Mavolux 5032B [cd/m2]

PANLUX

Gossen [cd/m2]

Mavolux 5032B

(zugedeckt)

[cd/m2]

0 138.6 133 139.0

1 138.7 133 138.4

2 138.0 133 138.0

3 137.9 133 137.5

4 137.6 133 137.0 Tabelle 5: Unterschiedlicher Abstand zwischen Sensor für Leuchtdichte und Bildschirm

Während der Messungen hat der Messwert für die Leuchtdichte beim Mavolux um ±0,3cd/m2 ge-schwankt.

Es konnte festgestellt werden, dass der Abstand des Sensors von der Bildschirmoberfläche kei-nen Einfluss auf die Messung hat. Das PANLUX-Gerät zeigt immer genau denselben Wert an, während das Mavolux innerhalb des Schwankungsbereichs von ±0,3cd/m2 konstant bleibt.

Um Fremdlichteinflüsse auszuschliessen wurde die gleiche Messung mit zugedecktem Bild-schirm und Sensor durchgeführt. Es ergab sich kein nennenswerter Unterschied.

Fazit

• Bei der Messung der Leuchtdichte muss ein Mindestabstand eingehalten werden. Die ge-naue Einstellung des Abstandes ist aber nicht so wichtig. Bei Feldmessungen gilt: „Augen-mass“ genügt!

• Die Messungen können bei Zimmerbeleuchtung ohne Abdeckung durchgeführt werden, so-lang nicht eine Fremdlichtquelle direkt auf den Monitor gerichtet ist. Dies ist wichtig bei Feldmessungen.

• Für normgerechte Messungen muss der Mindestabstand genau eingehalten werden.

Seite 19

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4.3 Durchführung der Feld-Messungen Der eigentlichen Messkampagne voraus ging eine längere Phase der Planung. Dazu gehörte insbesondere die Orientierung der Firmen und der zuständigen Vorgesetzten. Es musste einige Überzeugungsarbeit geleistet werden, aber grundsätzlich gewannen die angesprochenen Perso-nen rasch eine positive Einstellung zum vorliegenden Projekt.

Für die Feldmessungen kamen ausschliesslich Geräte in Frage, die in den Regalen für die Kun-den ausgestellt waren. Die Messungen wurden zum Teil im Ladenlokal selbst oder in einem zu-gehörigen Nebenraum bei meist eher knappen Platzverhältnissen durchgeführt. Die Messungen mussten jeweils in die Zeiten verlegt werden, während denen wenig Kunden zu erwarten waren.

Das Personal war durchwegs sehr entgegenkommend und half soweit möglich, sei es bei der Beschaffung von Informationen oder bei der Bereitstellung der Geräte für die Messungen.

Die Netzqualität und die Luftfeuchtigkeit entsprachen nicht ganz den Energy Star Vorgaben. Die Spannung war meistens zu niedrig und der Wert für die THD zu hoch. Trotzdem ermöglichen die Messergebnisse relevante Aussagen über den Energieverbrauch der Monitoren.

Die Feldmessungen wurden bei den drei Grossverteilern Mirgos, Coop und Mediamarkt durchge-führt.

Migros Adresse: MM Gäuggeli, Gäuggelistr. 28, 7000 Chur Tel. 081 256 52 11 Zuständige Personen: Rainer Wüst, Fachmarktleiter und Frau Bitzi, Verkäuferin Tel. 081 252 25 11 Datum der Messungen: 27.08.2004 Anzahl gemessener Geräte: 8 Adresse: MMM Pizolpark, 8879 Mels Tel. 081 725 95 11 Zuständige Person: Klaus Strässle, Leiter Sparte MElectronics Datum der Messungen: 01.09.2004 Anzahl gemessener Geräte: 6

Coop (Interdiscount) Adresse: Quaderstrasse, 7000 Chur Zuständige Person: Frau Zander Monika, Einkauf, Herr Patricelli, Verkäufer Datum der Messungen: 02.09.2004 Anzahl gemessener Geräte: 7

Mediamarkt Adresse: Raschärenstrasse 65, 7000 Chur Tel. 081 286 49 49 Zuständige Person: Herr Bonczek, Bereichsleiter Computing Datum der Messungen: 09.09.2004 Anzahl gemessener Geräte: 11

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4.4 Auswertungen Die Auswertungen ergaben drei Ergebnisse, welche in der Folge näher beschrieben werden.

4.4.1 Vollständigkeit der Energy Star Datenbank Anzahl der Geräte in der Liste: 29 Die Grundgesamtheit der Geräte mit Label: 20 (entspricht 100%)

Dann folgt:

• In der Energy Star Datenbank und mit Label versehen 45% (9 Geräte)

• In der Energy Star Datenbank und ohne Label 20% (4 Geräte)

• Nicht in der Energy Star DB enthalten und

trotzdem mit Label versehen 35% (7 Geräte)

• Total 100% (20 Geräte)

9 Geräte sind weder in der Energy Star Datenbank noch haben sie den Label.

Die Messungen wurden durchgeführt in Zeitraum vom 27. August 2004 bis 10. September 2004. Der Vergleich erfolgte gut 2 Monate später mit der Energy Star Datenbank welche zuletzt am 03. Dezember 2004 revidiert worden ist (last updated 03 December 2004). Somit wäre genügend Zeit geblieben, um allfällige neue Modelle in die Datenbank aufzunehmen.

05

1015202530354045

Anzahl Geräte

1 2 3 Tabelle 6: Vollständigkeit der EnergyStar Datenbank

Legende: 1: EnergyStar DB mit Label 2: EnergyStar DB ohne Label 3: Label ohne Eintrag in EnergyStar DB Eine wesentliche Erkenntnis war, dass von den 20 Geräten 7 Geräte – d.h. rund ein Drittel – nicht in der EU-EnergyStar-Datenbank enthalten waren.

Seite 21

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4.4.2 Vergleich der Daten in der Energy Star Datenbank mit den Feldmessungen Die Leistungsaufnahme der Monitore wird in drei Betriebszuständen gemessen: • On-Mode, Ein-Zustand, Normalbetrieb • Sleep-Mode, Ruhezustand, Stromsparbetrieb • Deep Sleep-Mode, Schein-Aus-Zustand, Standby-Betrieb

Die Messungen haben folgende Resultate ergeben:

On-Mode

23.6

29.0

33.0 34.035.8 36.0 36.8

39.2

43.0

51.0

55.2

32.1

36.633.7

26.525.2

22.8

34.0

24.9

21.1

26.1

16.7

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

ACER

AL1

511 T

FT

ACER

TFT A

L 171

2M

ACER

AL1

512 T

FT

PHILI

PS 17

0S5

ACER

AL1

721M

S

ACER

AL 1

713

BENQ

FP78

3

ACER

AL1

731M

Sony

HS9

3

ACER

AL1

714M

ACER

AL1

931M

Fabrikat / Modell

Leis

tung

(W)

EnergyStar Datenbank [W]Messung bei 175cm/m2 [W]

Toleranz der Messwerte (Beleuchtungsdichte-und Leistungsmessgerät): +/-2 Watt

Abbildung 17: Monitoren: Vergleich Messung – EnergyStar Datenbank

Die Werte in der EnergyStar Datenbank sind durchwegs höher als die gemessenen. Dies könnte damit zusammenhängen, dass die Hersteller auf der „sicheren Seite“ sein möchten mit ihren An-gaben. Die Anforderungen gemäss Stufe1 (gültig ab 1. Januar 2005) liegen auch so noch weit darüber.

Stufe 1:

Für die EnergyStar-Kennzeichnung dürfen Computerbildschirme eine maximale aktive Leis-tungsaufnahme nach folgender Formel nicht übersteigen: Y = 38X + 30. Dabei ist Y die in Watt ausgedrückte und auf die nächste ganze Zahl gerundete Leistungsaufnahme und X die Anzahl der Bildpunkte in Megapixel, in Dezimalschreibweise (z.B. 1 902 000 Pixel = 1,92 Megapixel). So beträgt die maximal zulässige Leistungsaufnahme für einen Computerbildschirm mit einer Auflösung von 1880 x 1440 Bildpunkten (oder 2 592 000 Pixel): 38*2,592 + 30 = 128,49 oder aufgerundet 129 Watt.2

2 Aus dem Amtsblatt der Europäischen Union, Beschluss der Kommission von 22. Dezember 2004

Seite 22

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Auflösung in Pixel Anzahl Bildpunkte Maximale Leistungsaufnahme

1024 x 768 786’432 60 Watt

1280 x 1024 1'310’720 80 Watt Tabelle 7: Beispiele für Stufe 1, gültig ab Januar 2005

Monitoren: Stufe 1 (Januar 2005)

0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0

ACER

AL1

511

TFT

Sync

hMas

ter 5

70S

TFT

MED

ION

MD

7415

TE

ACER

AL1

512

TFT

LG F

latro

n L

1720

PHP

F17

23

EIZO

Fle

xsca

n L3

65PH

ILIP

S 17

0S5

BENQ

FP7

83

ACER

TFT

AL

1712

MAC

ER A

L173

1MBE

NQ

FP73

1HY

UNDA

I L1

7TSO

NY T

FT H

S73

MED

ION

MD

7479

FUJI

TSU

SCAL

EO...

SAM

TRO

N 9

1S

SAM

SUNG

Syn

cMas

t..AC

ER A

L193

1M

SAM

SUNG

710

MP

Sony

HS9

3

ACER

AL1

721M

S

LG F

latro

n L

1920

PAC

ER A

L192

1AC

ER A

L171

4MAO

C L

M91

9

Power On Stufe 1

Abbildung 18: Vergleich der gemessenen Werte mit den Grenzwerten Stufe 1

Die Grenzwerte sind so hoch, dass das Kriterium von allen Monitoren problemlos erfüllt wird. Et-was besser sieht es aus bei der Stufe 2 die ab Januar 2006 gilt.

Für die EnergyStar-Kennzeichnung dürfen Computerbildschirme eine maximale aktive Leis-tungsaufnahme nach folgender Formel nicht übersteigen: wenn X < 1 Megapixel, dann gilt Y = 23; wenn X ≥ 1 Megapixel, dann gilt Y = 28X. Dabei ist Y die in Watt ausgedrückte und auf die nächste ganze Zahl gerundete Leistungsaufnahme und X die Anzahl der Bildpunkte in Me-gapixel, in Dezimalschreibweise (z.B. 1 920 000 Pixel = 1,92 Megapixel)3.

3 Aus dem Amtsblatt der Europäischen Union, Beschluss der Kommission von 22. Dezember 2004

Seite 23

S.A.L.T. 21.01.2006

Auflösung in Pixel Anzahl Bildpunkte Maximale Leistungsaufnahme

1024 x 768 786’432 23 Watt

1280 x 1024 1'310’720 37 Watt Tabelle 8: Beispiele für Stufe 2, gültig ab Januar 2006

Monitoren: Stufe 2 (Januar 2006)

0.05.0

10.015.020.025.030.035.040.0

ACER

AL1

511

TFT

Sync

hMas

ter 5

70S

TFT

MED

ION

MD

7415

TE

ACER

AL1

512

TFT

LG F

latro

n L

1720

PHP

F17

23

EIZO

Fle

xsca

n L3

65PH

ILIP

S 17

0S5

BENQ

FP7

83

ACER

TFT

AL

1712

MAC

ER A

L173

1MBE

NQ

FP73

1HY

UNDA

I L1

7TSO

NY T

FT H

S73

MED

ION

MD

7479

FUJI

TSU

SCAL

EO...

SAM

TRO

N 9

1S

SAM

SUNG

Syn

cMas

t..AC

ER A

L193

1M

SAM

SUNG

710

MP

Sony

HS9

3AC

ER A

L172

1MS

LG F

latro

n L

1920

PAC

ER A

L192

1AC

ER A

L171

4MAO

C L

M91

9

Power On Stufe 2

Abbildung 19: Vergleich der gemessenen Werte mit den Grenzwerten Stufe 2

Auch bei Stufe 2 zeigt sich, dass noch Potenzial für eine weitere Verschärfung der EnergyStar Grenzwerte vorhanden ist.

Seite 24

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Sleep-Mode:

0.60.9 0.9 1.0 1.0

1.6

2.5

3.0 3.0 3.1 3.1

5.0

1

1.9

4.6 4.7

1.3

0.8

1.8

2.5

1.6

0.740.60.70.670.7

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

ACER

TFT A

L 171

2M

ACER

AL1

511 T

FT

LG Fl

atron

L17

20P

LG Fl

atron

L19

20P

PHILI

PS 17

0S5

Sony

HS9

3

BENQ

FP78

3

ACER

AL1

721M

S

ACER

AL1

512 T

FT

ACER

AL1

714M

ACER

AL1

731M

ACER

AL1

931M

ACER

AL 1

713

Fabrikat / Modell

Leis

tung

(W)

EnergyStar Datenbank [W]Messung [W]

Toleranz der Messwerte(Leistungsmessgerät): +/- 0.5 Watt

Abbildung 20: Monitore im Sleep Mode: Vergleich EnergyStar DB mit Messung

Die gemessenen Werte weichen grösstenteils nur geringfügig ab vom Wert der in der Energy Star Datenbank angegeben ist. In fünf Fällen gibt es allerdings grosse Abweichungen: 2 Mal ist der gemessene Wert beträchtlich höher und 3 Mal ist in der EnergyStar Datenbank ein viel grös-serer Wert verzeichnet.

Energieeffizienz-Kriterien für Energy Star im Sleep- und Off-Mode: Der Computer muss den Monitor automatisch nach spätestens 30 Minuten Inaktivität in den Ru-hezustand versetzen.

Tier 1 Tier 2

Sleep Mode 4 Watt 2 Watt

Off Mode 2 Watt 1 Watt

Seite 25

S.A.L.T. 21.01.2006

Deep-Sleep-Mode:

0.60.8 0.9 0.9

1.0 1.0

1.4

2.5

3.0 3.0 3.1 3.1

5.0

0.7 0.6 0.60.8

0.50.7

2

1.6 1.7

3.3

1.2

3.1

1.4

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

ACER

TFT A

L 171

2M

ACER

AL1

511 T

FT

LG Fl

atron

L17

20P

LG Fl

atron

L19

20P

PHILI

PS 17

0S5

Sony

HS9

3

BENQ

FP78

3

ACER

AL1

721M

S

ACER

AL1

512 T

FT

ACER

AL1

714M

ACER

AL1

931M

ACER

AL1

731M

ACER

AL 1

713

Fabrikat / Modell

Leis

tung

(W)

EnergyStar Datenbank [W]Messung [W]

Toleranz der Messwerte(Leistungsmessgerät): +/- 0.5 Watt

Abbildung 21: Monitore im Deep Sleep Mode: Vergleich Energy Star DB mit Messung

Bis auf drei Ausnahmen stimmen die Werte der Messungen und die Werte aus der EnergyStar Datenbank recht gut überein. Tendenziell liegen aber auch hier die Werte der Hersteller über den gemessenen, drei Mal liegen sie sogar deutlich darüber.

Bemerkungen:

• Die Stufe 1 gilt ab dem 1. Januar 2005. Sie gilt für alle Produkte welche ab dem 1. Januar 2005 hergestellt werden. Dazu gehören auch alle Modelle, welche zu einem früheren Zeit-punkt nach den vorherigen Spezifikationen eingestuft worden sind.

• Die Stufe 2 gilt ab den 1. Januar 2006. Sie gilt für alle Produkte welche ab dem 1. Januar 2006 hergestellt werden.

• Da alle in der vorliegenden Arbeit bis jetzt getesteten Monitore die Anforderungen erfüllen, stellt sich die Frage, ob eine weitere Verschärfung der Kriterien, z.B. durch Einführung einer Stufe 3, angezeigt wäre.

Seite 26

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4.4.3 Effizienz der Monitore im Vergleich Um die Monitore in Bezug auf die Leistungsaufnahme vergleichen zu können, muss ein geeignetes Kriterium bestimmt werden. Eine einfache Möglichkeit besteht darin, die Leistung im Verhältnis zur Auflösung bzw. zur Anzahl Pixel zu untersuchen.

Defintion: MegapixelAnzahl

ModeOnimLeistungMonitorederizienzEnergieeff −=

Mit dieser Definition ergibt sich folgendes Bild:

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

LG Fl

atron

L17

20P

HP F1

723

PHILI

PS 17

0S5

BENQ

FP78

3

ACER

TFT A

L 171

2M

ACER

AL1

731M

ACER

AL15

11 TF

T

BENQ

FP7

31

HYUN

DAI L

17T

SONY

TFT H

S73

MEDI

ON M

D 74

79

FUJIT

SU S

CALE

OVIEW

C17

-3

Sync

hMas

ter 57

0S TF

T

SAMT

RON

91S

SAMS

UNG

Sync

Maste

r 191

N

ACER

AL1

931M

SAMS

UNG

710M

P

Sony

HS9

3

MEDI

ON M

D 74

15 TE

ACER

AL1

721M

S

LG Fl

atron

L19

20P

ACER

AL1

921

ACER

AL15

12 TF

T

ACER

AL1

714M

AOC

LM91

9

EIZO

Flex

scan

L365

Abbildung 22: Watt pro Megapixel bei 175 cd/m2

Die Effizienz variiert bei 175cd/m2 zwischen 16 und 29 Watt pro Megapixel. Der grosse Unterschied ist ein überraschendes Resultat welches sich lohnt, weiter untersucht zu werden.

p g p

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

LG Fl

atron

L17

20P

HP F1

723

PHILI

PS 17

0S5

BENQ

FP78

3

ACER

TFT A

L 171

2M

ACER

AL1

731M

ACER

AL15

11 TF

T

BENQ

FP7

31

HYUN

DAI L

17T

SONY

TFT H

S73

MEDI

ON M

D 74

79

FUJIT

SU S

CALE

OVIE

W C1

7-3

Sync

hMas

ter 57

0S TF

T

SAMT

RON

91S

SAMS

UNG

Sync

Maste

r 191

N

ACER

AL1

931M

SAMS

UNG

710M

P

Sony

HS9

3

MEDI

ON M

D 74

15 TE

ACER

AL1

721M

S

LG Fl

atron

L19

20P

ACER

AL1

921

ACER

AL15

12 TF

T

ACER

AL1

714M

AOC

LM91

9

EIZO

Flexs

can L

365

Watt proMegapixelbei 175cd/m2

Watt proMegapixelbei max.Helligkeit

Abbildung 23: Vergleich Watt pro Megapixel bei 175 cd/m2 und bei maximaler Helligkeit

Vergleicht man dazu noch die Effizienz bei maximaler Helligkeit, stellt man fest, dass sich bei 11 Monitoren gar nichts ändert. Bei 7 Monitoren steigt der Wert geringfügig an. Bei 8 Monitoren hingegen steigt die Anzahl Watt pro Megapixel markant an. Hier besteht die Vermutung, dass es sich um eine unterschiedliche Art und Weise im Einsatz der Hintergrundbeleuchtung handeln könnte.

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Die Vergleiche zeigen, dass hier ein Potenzial vorhanden ist, welches genauer untersucht werden sollte.

Bemerkung zur Definition der Effizienz: Ob die Definition „Watt pro Megapixel“ zweckmässig und aussagekräftig ist, müsste noch genauer geprüft werden. Evtl. könnten die Hersteller in dieser Frage noch einen Beitrag zur Klärung liefern.

Tabelle mit den verwendeten Daten:

LG Flatron L1720P 1280 x 1024 1.311 16.09 21.1 175 20.67 27.1 290HP F1723 1280 X 1024 1.311 17.09 22.4 175 27.54 36.1 290PHILIPS 170S5 1280 x 1024 1.311 18.99 24.9 175 21.28 27.9 220 34.0BENQ FP783 1280 x 1024 1.311 19.15 25.1 175 25.55 33.5 240 36.8ACER TFT AL 1712M 1280 x1024 1.311 19.91 26.1 175 21.51 28.2 220 29.0ACER AL1731M 1280 x 1024 1.311 20.21 26.5 175 24.94 32.7 220 39.2ACER AL1511 TFT 1024 x 768 0.786 21.25 16.7 160 21.25 16.7 160 23.6BENQ FP731 1280 x 1024 1.311 22.35 29.3 155 22.20 29.1 165HYUNDAI L17T 1280 x 1024 1.311 22.43 29.4 135 22.50 29.5 200SONY TFT HS73 1280 x 1024 1.311 22.73 29.8 175 22.58 29.6 210MEDION MD 7479 1280 x 1024 1.311 22.88 30 175 25.32 33.2 200FUJITSU SCALEOVIEW C17-3 1280 x 1024 1.311 23.34 30.6 175 28.07 36.8 270SynchMaster 570S TFT 1024 x 768 0.787 23.63 18.6 175 23.63 18.6 175SAMTRON 91S 1280 x 1024 1.311 23.65 31.0 175 25.40 33.3 195SAMSUNG SyncMaster 191N 1280 x 1024 1.311 24.03 31.5 175 25.10 32.9 185ACER AL1931M 1280 x 1024 1.311 24.49 32.1 175 31.05 40.7 250 55.2SAMSUNG 710MP 1280 x 1024 1.311 25.48 33.4 175 27.00 35.4 200Sony HS93 1280 x 1024 1.311 25.71 33.7 175 26.24 34.4 200 43.0MEDION MD 7415 TE 1024 x 768 0.787 25.92 20.4 150 25.79 20.3 190ACER AL1721MS 1280 x 1024 1.311 25.93 34.0 175 25.93 34.0 230 35.8LG Flatron L1920P 1280 x 1024 1.311 26.01 34.1 170 26.16 34.3 260ACER AL1921 1280 x 1024 1.311 26.16 34.3 175 26.16 34.3 185ACER AL1512 TFT 1024 x 768 0.787 26.81 21.1 175 38.25 30.1 310 33.0ACER AL1714M 1280 x 1024 1.311 27.92 36.6 175 33.94 44.5 350 51.0AOC LM919 1280 x 1024 1.311 28.38 37.2 135 28.60 37.5 200EIZO Flexscan L365 1024 x 768 0.787 29.22 23 142 29.35 23.1 150

Wirkleistung inEnergy Star DB

Watt proMegapixel

Watt proMegapixel

Wirkleistung[Watt]

Modell Helligkeit175cd/m2

Wirkleistung

max.Helligkeit[cd/m2]Anzahl Pixel

Auflösung

Tabelle 9: Daten zur Effizienz der Monitore

4.4.4 Folgerungen und Empfehlungen 5. TFT/LCD-Monitore haben den Durchbruch zulasten der energetisch ineffizienten

Röhren- resp. CRT-Monitoren erzielt.

6. Die EU-Energy Star-Datenbank war nicht aktuell und vollständig. 35% der untersuchten Modelle trugen das Label Energy Star, waren aber nicht in der Datenbank enthalten (Stand 3.12.2004).

7. Die in der Energy Star-Datenbank deklarierten Energiewerte im Zustand ON waren durchwegs höher als die gemessenen (bis zu 70%).

8. Die Grenzwerte von Energy Star für Monitore im ON-Zustand sind offenbar schwach. Die Energiewerte (ON) aller Modelle lagen rund 2 bis dreimal tiefer als der im Jahr 2005 gültige Grenzwert (Stufe 1). Auch der zukünftige Grenzwert für 2006 (Stufe 2) wird praktisch von allen Modellen bereits vor in Kraft treten erfüllt. Auch bei Stufe 2 zeigt sich, dass noch Potenziale für weitere Verschärfungen vorhanden wären. Aus Konsumenten-sicht unterstützt das Label daher wenig bei der Geräteauswahl.

9. Die Grenzwerte von Energy Star im Sleep- und Offmode sind mit 2 resp. 1 Watt anspruchsvoll und bieten Einkäufern hier Unterstützung. Wesentlich ist, dass das Energie-Management tatsächlich auch so konfiguriert ist, dass der Sleep- Off-Zustand überhaupt zum Zug kommen kann. Ungünstige Einstellungen wie zulange Aktivierungszeiten oder bewegte Bildschirmschoner können stören.

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5. Kopierer / Drucker

5.1 Grundlagen

5.1.1 Einsatz und Verwendung Der Fall wo Kopierer und Drucker als Einzelplatzgeräte eingesetzt oder einer Gruppe von Benützern z. B. eines Büros zugeordnet werden, verliert in Zukunft immer mehr an Bedeutung. Mit den integrierten Netzwerktechnologien in der Gebäudeautomation wird speziell in neueren oder renovierten Bürogebäuden von der Möglichkeit der Vernetzung der Bürogeräte Gebrauch gemacht.

Anstelle von Arbeitsplatzsystemen mit einer Kopier-/Druckgeschwindigkeit bis ca. 20 A4-Seiten pro Minute geht der Trend in Richtung Abteilungs- oder Mediumsysteme mit einem Papierdurchsatz bis zu 45 A4-Seiten pro Minute. Die Geräte können so Stockwerken oder Arbeitsgruppen zugeordnet werden, und kommen als Kombi-/Multifunktionssystem zum Einsatz. Sie bieten neben der Kopier- auch die Druckfunktion vom Arbeitsplatz aus an. Die Gerätehersteller offerieren vermehrt auch die Option mit einem Hochleistungsscanner.

Die Vorteile scheinen offensichtlich, die Anzahl der Geräte kann so drastisch reduziert werden, was den Unterhalt, Service und die Neubeschaffung erheblich vereinfacht. Die Verarbeitungsqualität für den Benutzer bezüglich Handhabung (Geschwindigkeit und Jobverarbeitung) sowie die Geräteeigenschaften (Druckqualität) sind bei Abteilungssystemen erheblich komfortabler bzw. zeigen brilliantere Druck-/Kopierergebnisse.

Die Kategorie der Hochleistungs- und Coloursysteme mit einer Verarbeitungsgeschwindigkeit bis ca. 80 A4-Seiten pro Minute kommen normalerweise z.B. in einem Druckzentrum oder einem Hauptsekretariat in einem Gebäudekomplex zum Einsatz.

5.1.2 Gerätebeschrieb Beispiel eines Abteilungs- oder Mediumworkgroup-Gerätes von Toshiba, Modell e-Studio55: Grundmodell (Funktion als Kopierer): - Kopiergeschwindigkeit 55 Seiten A4/Minute - Kopierformat A5 -A3 - Speicher 32 MB RAM und 10 GB Festplatte - Automatischer Vorlageneinzug 65 Seiten/Minute - Doppelseitiger Druck (Duplex-Einheit) Mehrfunktionsmodell (Kopierer u. Drucker) mit Druckerkarte: - Schnittstellen Parallelport IEEE und 10/100 BaseT Ethernet - Speicher max. 256 MB RAM

Option für zusätzliche Scan-Funktion: - Speichererweiterung 128 MB - 10 GB Festplatte inkl. Scan-Funktion

Mehrfunktionsmodell (Kopierer, Drucker und Scanner) mit Document-Controller: - Schnittstellen 10/100 BaseT Ethernet und USB - Speicher 256 MB RAM und 20 GB Festplatte - Verschiedene Scan-Funktionen, Scan-to-Fax, Scan-to-E-Mail u. Scan-to-File

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Grund- oder Mehrfunktionsmodell mit Endverarbeitungeinheit: - Finisher für Mehrfachheftung, Heftkapazität 50 Blatt Option mit automatischer Locher-Einheit, 2 bis 4 Loch

- Finisher mit Multipositions-Heftung und Broschürenerstellung Option mit Hochleistungshefter, Heftkapazität 100 Blatt

Diese Auflistung soll die Vielfalt möglicher Gerätekonfigurationen aufzeigen. Abhängig von der Konfiguration werden auch die Verbrauchsmessungen bei den Feldmessungen von den vom Hersteller publizierten Angaben, wenn sie z.B. auf dem Grundmodell basieren, abweichen. Die Einbindung der Geräte in Netwerke kann beispielsweise zu wesentlichen Abweichungen zwischen Normdaten und Feldmessungen führen.

Damit die Verbrauchsangaben der aufgeführten Geräte z.B. in der Energy Star-Datenbank untereinander verglichen werden können, ist es wichtig, dass die Testkonfiguration genau definiert ist. Mit Vorteil definiert man eine Grundausstattung und/oder eine maximal mögliche, sinnvolle Multifunktionsausstattung. So könnte man auch einer Unterwanderung der Norm durch die Hersteller durch eine absolut minmale Grundausstattung, die aber in der Praxis nicht zur Anwendung kommt, entgegenwirken.

5.2 Messtechnik für die Feldmessungen

5.2.1 Messung der verschiedenen Betriebsmodi

Abbildung 24: Messaufbau Vor-Ort

Verwendete Messgeräte

• AC/DC Current Probe, Tektronix A622, DC-100kHz • Oszilloskop, Fluke199, 200MHz • AC Power Analyzer, PM1200 von Voltech für Wirk-, Blind- und Scheinleistung • Energiemessgerät, EMU1.29K, 10mA…10A, • Temp.-/Feuchtemessgerät, Oregon Scientific ETHG-912

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Durchgeführte Messungen

Kopierer Multifunktiongerät

On

Standby / Idle

Energy-saver

Low-power

Off Sleep B

etrie

bsm

odus

1)

Hard Off V

erbr

auch

1) Definition der Betriebsmodi siehe Pkt. 5.3.2

Tabelle 10: Gemessene Betriebszustände

Abbildung 25: Mobiler Messaufbau

• On-Mode: Messung der maximalen Leistungsaufnahme während dem Kopieren • Standby: Mittlere Leistungsaufnahme während 10…15min. • Low-power: Mittlere Leistungsaufnahme während 10…15min. • Sleep-Mode: Mittlere Leistungsaufnahme während 10…15min. Die Mittelwerte werden über eine Energiemessung mit den EMU-Geräten ermittelt. Die stark schwankende Leistungsaufnahme, haupsächlich bestimmt durch die Heizzyklen der Toner-Einbrennwalze, wird mit einer Stromzange und einem Oszilloskop kontrolliert. Mit dem Power Analyzer werden die Versorgungsspannung (Toleranz und THD), die Frequenz und die aufgenommene Blindleistung gemessen. Diese Messungen werden jedoch nicht weiter ausgewertet und haben rein informativen Charakter. Das gleiche gilt für die Temparatur und Luftfeuchtigkeit. Nur für Messungen unter Laborbedingungen unterliegen diese Messgrössen bestimmten Toleranzen. Genauigkeit der Feldmessungen Die Grundgenauigkeit des Leistungsmessgerätes PM1200 beträgt ± 1%. Das Energiemessgerät (EMU) ist ein Gerät der Genauigkeitsklasse 2 (± 2% des Messbereiches). Das gleiche gilt für die Temp.-/Feuchtigkeitsmessung.

Messbereiche/Empfindlichkeit Gerät EMU 1.29K :

176…264 VAC 0.01…10A 0…999Wh 1.00…999kWh 0…999W 1.00…2.64kW

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5.2.2 Langzeitmessung

EMU

0.00

Netzsteckdose 230VAC

Energiemessgerät

Abbildung 26: Messaufbau Vor-Ort

Für die anteilsmässige Ermittlung des Jahresverbrauches im Standby- und On Mode, wird eine Energiemessung während 2 bis 4 Wochen hochgerechnet. Bei Arbeitsplatzgeräten (nicht vernetzt) wird das Kalenderjahr mit 47 Betriebswochen und bei vernetzten Geräten mit 50 Betriebswochen angenommen. Die Messung der Energie erfolgt mit den EMU-Geräten. Die Gerätebenutzer werden vorgängig über die Langzeitmessung und die Installation der Messgeräte informiert, um so einer allfälligen Manipulation der EMU-Geräten während der Messperiode vorzubeugen.

Abbildung 27: Energiemessung

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5.2 Durchführung der Messungen

5.2.1 Energy Star-Vorgaben 2

Kriterien für Kopierer mit Papierformaten A4 und A3:

Kopierge-schwindigkeit (Kopien pro

Minute, cpm)

Niedrig-verbrauchsmo-

dus (Watt)

Voreingestell-te Zeit für Niedrig-

verbrauch

Wiederanlauf-zeit 30 Se-

kunden

Aus-Zustand (Watt)

Voreingestellte Zeit für Aus-

Zustand

Autoduplexmodus

0 < cpm ≤ 20 Nein Entfällt Entfällt < 5 ≤ 30 Min. Nein

20 < cpm ≤ 44 3.85 x cpm + 5 15 Min. Ja < 15 ≤ 60 Min. Optional

44 < cpm 3.85 x cpm + 5 15 Min. Empfohlen < 20 ≤ 90 Min. Optional

Tabelle 11: Kriterien für Kopierer

Kriterien für Drucker mit Papierformaten A4 und A3 1) (Stufe 2; 1.11.2001 - 31.10.2002):

Druckgeschwindigkeit in Seiten pro Minute (ppm)

Ruhemodus (Watt) Voreingestellte Zeit für den Uebergang in den Ruhemodus

0 < ppm ≤ 10 ≤ 10 ≤ 5 Min.

10 < ppm ≤ 20 ≤ 20 ≤ 15 Min.

20 < ppm ≤ 30 ≤ 30 ≤ 30 Min.

30 < ppm ≤ 44 ≤ 40 ≤ 60 Min.

44 < ppm ≤ 75 ≤ 60 Min.

Tabelle 12: Kriterien für Drucker

1) Einschliesslich folgender Verfahren: Elektrofotografie, einfarbiger Thermotransferdruck sowie einfarbiger und mehrfarbiger Tintenstrahldruck.

Kriterien für Mehrzweckgeräte (Kopierer+Drucker) mit Papierformaten A4 und A3:

Geschwindigkeit des

Mehrzweckgeräts (Bilder pro Minute,

ipm)

Niedrig-verbrauchsmodus

(Watt)

Wiederanlaufzeit 30 Sekunden

Ruhemodus (Watt)

Voreingestellte Zeit für den

Uebergang in den Ruhemodus

Autoduplexmodus

0 < ipm ≤ 10 Entfällt Entfällt ≤ 25 ≤ 15 Min. Nein

10 < ipm ≤ 20 Entfällt Entfällt ≤ 70 ≤ 30 Min. Nein

20 < ipm ≤ 44 3.85 x ipm + 50 Ja ≤ 80 ≤ 60 Min. Optional

44 < ipm ≤ 100 3.85 x ipm + 50 Empfohlen ≤ 95 ≤ 90 Min. Optional

100 < ipm 3.85 x ipm + 50 Empfohlen ≤ 105 ≤ 120 Min. Optional

Tabelle 13-1: Kriterien für Mehrzweckgeräte

2 Siehe Literatur [3]

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Kriterien für Mehrzweckgeräte (Aufrüstbare Digitalkopierer) für Papierformate A4 und A3:

Geschwindigkeit des aufrüstbaren Digitalkopierers

(Bilder pro Minute, ipm)

Niedrigverbrauchs-modus (Watt)

Wiederanlaufzeit 30 Sekunden

Ruhemodus 2) (Watt)

Voreingestellte Zeit für den Uebergang in den

Ruhemodus

0 < ipm ≤ 10 Entfällt Entfällt ≤ 5 + 2) ≤ 15 Min.

10 < ipm ≤ 20 Entfällt Entfällt ≤ 5 + 2) ≤ 30 Min.

20 < ipm ≤ 44 3.85 x ipm + 5 Ja ≤ 15 + 2) ≤ 60 Min.

44 < ipm ≤ 100 3.85 x ipm + 5 Empfohlen ≤ 20 + 2) ≤ 90 Min.

100 < ipm 3.85 x ipm + 5 Empfohlen ≤ 20 + 2) ≤ 120 Min.

Tabelle 13-2: Kriterien für Mehrzweckgeräte

2) Für Mehrzweckgeräte, die aus funktional integrierten, aber physisch getrennten Einheiten wie Drucker, Scanner und Computer bestehen, kann für das Gesamtsystem die im Ruhemodus zuläsige Wattzahl um die für einen Energy-Star-Computer im Ruhe- modus zulässige Wattzahl erhöht werden.

5.2.2 Stadtverwaltung Zürich Die Vor-Ortmessungen wurden in fünf verschiedenen Lokalitäten durchgeführt:

Tabelle 14: Lokalitäten der Stadt Zürich

Messung des Verbrauchs in den verschiedenen Betriebszuständen Vor-Ort: Für die Geräte massgebende Betriebsmodi: K: Kopierer / D: Drucker / M: Multifunktionsgeräte / F: Faxgerät

• K / D / M / F On Mode/Active Power (In Betrieb) -> max. Wirkleistungsaufnahme während dem Kopieren/Drucken (Heizung, Hilfsantriebe zur Papierförderung, Lüfter und Bedienpanel eingeschaltet); keine Mittelwertmessung

• K / D / M / F Standby/Idle Mode (In Bereitschaft) -> Gerät erstellt keinen Papierausdruck und empfängt keine Eingabedaten hierfür, Heizung wird zeitweise zugeschalt, Betriebstemparatur ev. reduziert gegenüber On Mode, Gerät ohne Verzögerung druckt-/kopierbereit; noch kein Energiesparmodus wirksam

• K Energy-saver Mode (Energiesparmodus) -> Gerät macht keine Kopien; hat Betriebsbedingungen erreicht, verbraucht aber weniger Energie als im Standby-Modus, kann gewisse Zeit dauern bis Gerät kopierbereit

Anzahl der gemessenen Geräte Kopierer, Drucker, Multifunktionsgeräte u. Fax Ort

Canon Toshiba Xerox Minolta Lexmark

EWZ, Oerlikon 9 - - - -

SOD, Dorflinde Oerlikon - 4 - - -

Jugendmusikschule der Stadt Zürich, Hainerweg 2 4 - - -

Amtshäuser 3 u. 5, Werdmühleplatz 2 4 1 2 1

Berufsberatung 1, Konradstrasse 1 9 - - -

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• K / M Low-power Mode (Niedrigverbrauchsmodus) -> Ist der niedrigste Verbrauchsmodus in den der Kopierer nach einer gewissen Zeit der Inaktivität automatisch übergehen kann, ohne sich auszuschalten. Bezieht sich auf den niedrigsten messbaren Strom-/Energie-verbrauch im Standby- oder Energiesparmodus.

• K Off-Mode (Aus-Zustand) -> Kopierer hat sich mit der Selbstabschaltefunktion, programmierbare Timerfunktion für die Nachtzeit und das Wochenende, automatisch abgeschaltet

• D / M / F Sleep-Mode (Ruhe-Modus) -> Gerät erstellt keinen Papierausdruck und empfängt keine Eingabedaten hierfür; die Leistungsaufnahme ist geringer als im Standbymodus, Gerät geht automatisch nach Erstellung des letzten Ausdrucks in diesen Modus über; entspricht dem tiefsten Sparmodus für diese Gerätekategorie; es können gewisse Verzögerungen bis zur Erstellung des Papierausdruckes auftreten aber der Empfang von Daten muss verzögerungsfrei erfolgen.

• K / D / M / F Hard Off (Aus-/Kalt-Modus) -> Gerät ist an eine Stromquelle angeschlossen und nicht eingeschaltet. Um die Maschine einzuschalten, muss der Ein/Aus-Schalter betätigt werden.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

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ON

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215

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GP

225

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GP

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A EP

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BD 1

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IBA

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IBA

BD 2

060

TOSH

IBA

BD 2

060

TOSH

IBA

BD 2

550

TOSH

IBA

BD 2

860

TOSH

IBA

BD 2

860

TOSH

IBA

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TOSH

IBA

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TOSH

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TOSH

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45

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a DruckenStandby

Abbildung 28-1: Jährlicher Stromverbrauch von Kopierern für Standby und Drucken (On Mode) sortiert nach Modellen

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0

200

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1200

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Abbildung 28-2: Jährlicher Stromverbrauch von Kopierern für Standby und Drucken (On Mode) sortiert nach Kopiergeschwindigkeit

Die Messwerte (Energieverbrauch und Anzahl Papierkopien) für die Hochrechnung auf den Gesamtjahresverbrauch wurden während min. 1 Woche bis max. 4 Wochen erhoben.

Die Messungen wurden mit den vorgefundenen Geräteeinstellungen (Sparmodi nicht optimiert) durchgeführt.

Die Ricoh-Geräte sind an der Fachhochschule in Chur installiert. Die Messungen wurden nicht un-ter Laborbedingungen sondern am Aufstellungsort durchgeführt (keine Labormessungen). Weitere Annahmen: Für das Jahreskopiervolumen wird mit 47 Arbeitswochen gerechnet (5 Wochen Ferienzeit bzw. Feiertage). Für die EWZ-Geräte wird der Quartalsrapport/-auszug vom Informatikdienst auf ein Jahr hochgerechnet.

• Für die Energiemessung werden 50 Arbeitswochen angenommen, da alle Geräte mehreren Arbeitsplätzen zugeordnet sind (keine Betriebsferien). Es werden nur Feiertage und Weih-nachtsferien berücksichtigt.

• Die Jahresstandbyenergie wird berechnet aus totalem Jahresgesamtverbrauch minus Jah-res-On-Modeenergie (max. On Modeleistung x Anzahl Kopien/Jahr x Kopierge-schwindigkeit/Papier)

• Die Energie für die Aufwärmphasen vom Low power- und Off-Mode bzw. Sleep-Mode bis zur Kopier-/Druckbereitschaft sind im Standbyverbrauch enthalten.

Auswertung der Abbildungen 28-1 und 28-2: Vorbemerkung: Grundsätzlich können die Verbrauchswerte von einer Vielzahl von Faktoren ab-hängen wie Modell und Marke, Farb- oder Schwarz-Weiss-Kopierer, Datum der Produkteinführung, Kopier-Geschwindigkeit und –Volumen, Konfigurationen, Netzwerkeinstellungen, Benutzerverhal-ten (z.B. manuelles Abschalten über Nacht und am Wochenende). Es handelt sich explizit nicht um ein Ranking zwischen den Marken sondern es soll das Zusammenspiel diverser Faktoren in der Praxis am Beispiel von rund 30 Geräten aufgezeigt werden. Für ein Ranking müssten von ver-gleichbaren Produkten normierte Messungen durchgeführt werden.

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Beim Jahresverbrauch ist kein eindeutiger Unterschied zwischen den verschiedenen Geräteher-stellern oder eine Abhängigkeit bezüglich der Kopiergeschwindigkeit feststellbar.

In der Canongerätegruppe wird der iR1600 bei Nichtgebrauch in der Nacht und an den Wochen-enden ausgeschaltet (Hard Off). Daraus resultieren die entsprechend geringen hochgerechneten Standbyverluste.

Der Unterschied zwischen einem Schwarzweiss- und einem Farbgerät mit gleicher Kopierge-schwindigkeit ist beim iRC3200N und iR3300 ersichtlich. Die Standbyverluste beim Farbkopierer liegen um den Faktor 3.5 höher.

Bei den beiden Ricoh Afficio 700 war bei einem Gerät die Timerfunktion für den Off-Mode nicht ak-tiviert.

Der Kopierer von Minolta EP1050 wird nur noch selten zum Kopieren benutzt. Hier macht sich der hohe Standbyverbrauch extrem bemerkbar, da das Gerät von den Benutzern nur via die Bedien-oberfläche in den Sparmodus versetzt werden kann und keine weiteren automatischen Sparfunkti-onen unterstützt werden.

Bei den beiden Toshibageräten BD1370, die an unterschiedlichen Orten der Stadtverwaltung ge-messen wurden, ist das Sparpotenzial gut ersichtlich, wenn Geräte bei Nichtgebrauch vom Netz getrennt werden (wie iR1600). Hier werden handelsübliche Timer verwendet, die zwischen Gerät und Steckdose zwischengeschaltet sind und von jedermann einfach programmiert werden können.

Tendenziell ist auszumachen, dass die Toshibageräte im Jahresgesamtverbrauch tiefer liegen als die Canongeräte. Der Standbyanteil bei Canon aber eventuell auf Grund der Copy-on-demand-Technik kleiner ausfällt wie bei Toshiba.

Allgemein konnte festgestellt werden, dass bei nichtvernetzten Arbeitsplatzsystemen (Geräte mit kleiner Druckgeschwindigkeit), die unmittelbaren Benutzer sich eher verantwortlich bzw. zuständig fühlen für den sparsamen Betrieb “ihres“ Gerätes.

0%

10%

20%

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50%

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NO

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P 2

15

21

CA

NO

N G

P 2

25

22

CA

NO

N G

P 2

25

22

CAN

ON

iR 2

200

2

2

TOS

HIB

A B

D 2

550

25

TOS

HIB

A e

-stu

dio

25

25

TOS

HIB

A B

D 2

860

28

TOS

HIB

A B

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860

28

LEXM

AR

K C

910

2

9

CA

NO

N iR

C 3

200N

32

CAN

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300

3

3

MIN

OLT

A EP

405

0

35

TOS

HIB

A D

P 3

580

35

TOS

HIB

A B

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560

35

TOS

HIB

A B

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35

XER

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440

4

0

TOS

HIB

A e

-stu

dio

45

45

CA

NO

N iR

500

0

50

TOS

HIB

A B

D 5

560

55

RIC

OH

Affi

cio

700

70

RIC

OH

Affi

cio

700

70

Mod

ell

Kop

ien

pro

Min

ute

Abbildung 29: Anteil Standby-Verluste am Stromverbrauch

Auswertung der Abbildung 29:

Seite 37

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Bei den gemessenen Kopierern (28 entsprechen 100%) liegt der prozentuale Anteil der Standby-verluste vom Gesamtverbrauch zwischen:

60 – 70% bei 4% der Geräte 70 – 80% bei 14% der Geräte 80 – 90% bei 18% der Geräte 90- 100% bei 64% der Geräte

Es kann kein Zusammenhang zwischen Kopiergeschwindigkeit und Standbyanteil festgestellt wer-den. Die Kopierer mit einem Standbyverlustanteil grösser 90% sind bei allen Gerätekategorien zu finden.

0

200

400

600

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1000

1200

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2000

0.94 4.

5 14 15 16 21 26 29 29 29 30 35 39 41 43 67 77 89 110

112

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234

258

278

286

496

1000 Kopien/a

kWh/

a KopierenStandby

Abbildiung 30-1: Jährlicher Stromverbrauch von Kopierern für Standby und Drucken (On Mode) in Funktion des Kopiervolumens

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0.0

5.0

10.0

15.0

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0.94 4.

5 14 15 16 21 26 29 29 29 30 35 39 41 43 67 77 89 110

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229

234

258

278

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1000 Kopien/a

kWh

1200 47 131

Abbildung 30-2: Stromverbrauch pro 1000 Kopien in Funktion des Kopiervolumens

Auswertung der Abbildungen 30-1 und 30-2: Allgemein kann festgestellt werden, dass ein Kopierer bei optimaler Auslastung (Abbildung 30.2) bedeutend wirtschaftlicher ist im Betrieb, als ein falsches Gerät am falschen Ort.

Ein schwach frequentierter Hochleistungskopierer mit nicht optimal programmierten Enegiespar-modi (Ricoh Afficio700, hochgerechnet 14000 Kopien/a) wirkt sich hier fatal aus auf den Jahres-verbrauch.

In der Praxis besteht die Gefahr, dass man alte, unwirtschaftliche und schwach frequentierte Gerä-te mit wenigen, oder wenn vorhanden, nur umständlich progammierbaren Energiesparfunktionen weiter betreibt (Minolta EP1050, hochgerechnet 940 Kopien/a).

Aber auch hier zeigt sich, dass sich bei Nichtgebrauch des Gerätes das konsequente Freischalten vom Netz sich bezahlt macht (Grafik 3.2; Canon iR1600, 16000 Kopien/a und Toshiba BD1370, 21000 Kopien/a).

Aus Abbildung 30-1 ist ersichtlich, dass mit steigendem Kopiervolumen der Energieanteil im On Mode entsprechend grösser wird.

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0

50

100

150

200

250

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CA

NO

N N

P 6

028

12

TOSH

IBA

BD

137

0

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TOSH

IBA

BD

137

0

13

MIN

OLT

A E

P 1

050

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CA

NO

N IR

160

0

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TOSH

IBA

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206

0

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TOSH

IBA

BD

206

0

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CA

NO

N G

P 2

15

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CA

NO

N G

P 2

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CA

NO

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CAN

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iR 2

200

2

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TOSH

IBA

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255

0

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TOS

HIB

A e

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25

25

TOSH

IBA

BD

286

0

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TOSH

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BD

286

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LEXM

AR

K C

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CA

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CAN

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300

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3

MIN

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A E

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35

TOSH

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358

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TOSH

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BD

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TOSH

IBA

BD

355

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35

XE

RO

X S

T 44

0

40

TOS

HIB

A e

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45

45

CA

NO

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500

0

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TOSH

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0

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RIC

OH

Affi

cio

700

70

RIC

OH

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700

70

Fran

ken

Mod

ell

Kop

ien

pro

Min

ute

Abbildung 31: Jährliche Stromkosten von Kopierern

Annahmen:

• Stromtarif für die Berechnungen 20Rp / kWh

• Die Kosten/Blatt beinhalten nur die Stromkosten und keine Papier- und Geräte-amortisationskosten bzw. Leasinggebühren.

Auswertung Abbildung 31: Wie vorgängig beim Energieverbrauch (Abbildung 28-2) und bei der Auswertung nach Kopiervolu-men (Abbildungen 30) festgestellt wurde, wird hier nochmals sichtbar, wie sich der Betrieb auf die jährlichen Stromkosten auswirkt.

5.3.3 Multifunktionsgeräte im Netzwerk integriert Hier wird untersucht ob die Geräte ausgerüstet mit zusätzlichen Optionen gegenüber dem Grund-modell Einschränkungen in der Abstufung der verschiedenen Sparmodi aufweisen oder ob even-tuell einzelne Betriebszustände unterdrückt werden. Die Grundmodelle (Kopiergeräte) werden zu diesem Zwecke mit einer Druckerkarte oder einem Document-Controller (Fiery-Controller) ausge-rüstet. Diese Optionen ermöglichen das Drucken im Netzbetrieb und das Scannen von Dokumen-ten.

Ein besonderes Augenmerk wird auf das Verhalten der Geräte im Niedrigverbrauchsmodus (Low-power Mode) und im Ruhemodus (Sleep-Mode) gelegt.

• Fahren die Geräte bei Nichtgebrauch im Lokal- oder im Netzbetrieb nach der am Gerät de-finierten Zeit bis in den Ruhemodus zurück?

• Bestehen diesbezüglich Unterschiede zwischen der Kopierer- oder Multifunktionsgeräteausführung (Recovery-Time bis Druckbereitschaft, Abstufung der Sparmodi).

• Gibt es Unterschiede zwischen Herstellerdeklarationen, Werten aus Feldmessungen, den Messungen bei den Vertretungen oder den in der EnergyStar Datenbank aufgeführten Werten.

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Messresultate: Hier sind erste Ergebnisse durch Feldmessungen bei der Stadtverwaltung Zürich an CANON-, TOSHIBA- und XEROX-Geräten dargestellt. Den Herstellern wird empfohlen, durch Detailmessungen die Resultate zu ergänzen und nach Ursachen zu suchen.

Kontrolliert wurde auch ob die Multifunktionalität bei den Geräten (Kopieren, Drucken, Scannen und Faxen) auch tatsächlich integriert und freigeschaltet ist, um so den Energieverbrauch bei vol-lem Funktionsumfang mit allen dazu erforderlichen Hardwarekomponenten zu ermitteln.

4.3 4.3

12 12

6062

73

5250

25

31

7.67.612.9

7.66.5

75 77

0