節能標準的發展歷程
電器插在插座上即使處于關機或待機狀態依然會有電力消耗,試想全球的家庭/辦公室有多少電器設備,降低這種無功能狀態的功耗便是節能的重點策略之一,國際能源署(IEA)在1999年提出一瓦特倡議(1-Watt Initiative),目標是透過國際合作確保在2010年時,世界上所有新販賣的家電在待機模式(standby mode)下的耗電量只能在1瓦以內,2013年要降到0.5瓦特,這也成為許多國家及區域的法規。
隨著節能技術的演進,歐盟ErP(Energy-Related Products)最新法規(EU)2023/826于2023年正式生效并將于2025年5月9日強制實施,此法規取代2008年的法規(EC) No.1275/2008,新法的修訂旨在根據技術進步而更新生態設計要求,簡而言之就是管的更寬、管得更嚴。
管的更寬:擴大了管制產品的范圍
● 電動家具、電動建筑物裝備,例如電動門、電動窗、電動百葉窗和電動窗簾等
● 配備低壓(6V以下)外部電源的產品
● 帶有充電電路的便攜式電池供電產品于電池充滿后的待機功耗
● 除3D打印機外的打印機
● 簡易機頂盒等
既有及擴大管制的設備每年的銷量約有八億件,歐盟使用中的產品估計為50億件。
管得更嚴:
電器無功能狀態功耗分為:
關機(off mode)
待機(Standby mode)
聯網待機(Networked standby mode)
表一為2025、2027兩階段的法規要求
表一:新法規的能效要求
網絡可用性高的設備(Devices with high network availability, HiNA):包含路由器、交換器、集線器、調制解調器、無線接入點、網絡語音電話(Voice over Internet Protocol, VoIP) 或視訊電話等,以路由器、交換機或無線接入點作為次要(附帶)功能之設備,如:復合式機頂盒亦屬HiNA。
網絡可用性低的設備(Devices with low network availability, LoNA)或其他連網設備:包含其他所有的連網設備。
歐盟預計到2030年新法規可帶來的節能效果:
1. 每年的用電量將減少約32.5太瓦時
2. 二氧化碳排放量將每年減少460萬噸
3. 消費者將節省70億歐元的電費
IEC62301對量測設備的要求:
IEC 62301是量測家用電器待機功耗的國際標準。其所建議的量測設備,至少須符合以下參數
表二:IEC 62301對功率計量測待機功耗的要求
圖二:固緯電子GPM-8213
為何固緯電子的GPM-8213功率計是測量待機功耗的首選?
功率計內部是由電壓表與電流表測量電壓、電流后計算功率,GPM-8213除了滿足上述IEC62301的要求外,更盡可能降低電壓表、電流表內阻造成的系統誤差。
測量的接線方式與系統誤差:
由于待機功耗所測量的信號屬于低功率、低電流的特性,數字功率計除了要有合適的測量檔位外,正確的測量接線也是成功測量的關鍵。
如圖三所示,測量時以電壓表并聯、電流表串聯來進行功耗測量,圖三(a)將電壓表并聯在接近待測物端,此時電流表所獲得之電流值是來自電壓表及待測物的總和,而電壓表所造成的誤差,對于數瓦特的功耗測量來說,影響并不大;但相較300~800毫瓦特的待機功耗來說,則影響甚巨。
圖三(b)將電壓表并聯在接近電源側,則電流表所獲得之電流值僅來自于待測物,即使電流表內阻也會造成測量上的誤差,但其影響如蒼海之一粟幾乎可以省略不計。