DoE-Stufe VII(7): Neue US-Energieeffizienzstandards

Die Vorschriften des US-Energieministeriums (DoE) zur Energieumwandlungseffizienz sind seit vielen Jahren in Kraft, um den Energieverbrauch zu senken und die Umweltbelastung zu verringern. Derzeit gilt Level VI, aber künftig ist die Einführung eines neuen "Level VII"-Standards geplant.

Übergang der DoE-Stufe von VI zu VII geplant

Das US-Energieministerium (Department of Energy, DOE) plant einen Übergang von der aktuellen Effizienzstufe VI zu der strengeren Stufe VII.

Die Ursprünge der Effizienzvorschriften reichen bis zum Energy Independence and Security Act (EISA) von 2007 zurück, der die Grundlage für Energieeinsparstandards für externe Netzteile (EPS) bildete. Die aktuelle Fassung wurde 2014 als DoE-Stufe VI veröffentlicht. Im Vergleich zu vor zehn Jahren ermöglichen technologische Fortschritte wie Siliziumkarbid oder Galliumnitrid (GaN) mit breiter Bandlücke die Herstellung effizienterer externer Netzteile, und Produkte mit diesen Technologien sind bereits auf dem Markt verbreitet. Dies bildet den Hintergrund für die geplante Verschärfung der Effizienzanforderungen.

Die 5 wichtigsten Unterschiede zwischen DoE-Stufe VI und Stufe VII

1: Erweiterung des Geltungsbereichs der Effizienzvorschriften

Stufe VII erweitert den Anwendungsbereich für EPS (externe Netzteile). Während sich die Stufe VI auf serielle EPS der Klasse A beschränkte, gilt Stufe VII für sowohl Klasse A als auch Nicht-Klasse-A-EPS, unabhängig von serieller oder indirekter Funktionsweise. Dadurch wird die Anwendung der Vorschriften vereinfacht.

	Klasse A EPS	Nicht-Klasse-A EPS
Serieller Betrieb EPS	Stufe VI	Stufe VI
Indirekter Betrieb EPS	Stufe IV	Keine Standards

2: Unterschiede bei Kennzeichnung und Compliance-Protokoll

Unter den Anforderungen der DoE-Stufe VI war eine Effizienzkennzeichnung mit römischer Zahl "VI" erforderlich. In Stufe VII wird dieses Protokoll überarbeitet, und eine neue Kennzeichnung eingeführt, die die Konformität mit der neuesten Stufe VII anzeigt.

3: Effizienzanforderungen

DoE-Stufe VII schränkt sowohl die Effizienz im Betrieb als auch den Stromverbrauch im Leerlauf stärker ein, um die Energieeinsparung zu fördern.

(Einzelausgangs-AC-DC-Adapter / Standardspannung)

Nennausgangsleistung	Mindestdurchschnittswirkungsgrad	Max. Leerlaufverbrauch
≤ 1 W	0.5 × Pout + 0.169	≤ 0.075 W
> 1 W – ≤ 49 W	0.071 × ln(Pout) - 0.00115 × Pout + 0.67	≤ 0.075 W
> 49 W – ≤ 250 W	89.0%	≤ 0.150 W
> 250 W	89.0%	≤ 0.150 W

(Einzelausgangs-AC-DC-Adapter / Niederspannung)

Nennausgangsleistung	Mindestdurchschnittswirkungsgrad	Max. Leerlaufverbrauch
≤ 1 W	0.517 × Pout + 0.091	≤ 0.075 W
> 1 W – ≤ 49 W	0.0834 × ln(Pout) - 0.0011 × Pout + 0.609	≤ 0.075 W
> 49 W – ≤ 250 W	88.0%	≤ 0.150 W
> 250 W	88.0%	≤ 0.150 W

(Mehrfachausgangs-Netzgeräte)

Nennausgangsleistung	Mindestdurchschnittswirkungsgrad	Max. Leerlaufverbrauch
≤ 1 W	0.497 × Pout + 0.067	≤ 0.075 W
> 1 W – ≤ 49 W	0.0782 × ln(Pout) - 0.0013 × Pout + 0.643	≤ 0.075 W
> 49 W – ≤ 250 W	88.5%	≤ 0.150 W
> 250 W	88.5%	≤ 0.150 W

Hinweise:

Pout steht für Nennausgangsleistung (W)
Effizienz wird als Dezimalzahl angegeben (z.B. 88.0% = 0.880)
Standardspannung: Ausgangsspannung ≥ 6 V
Niederspannung: Ausgangsspannung < 6 V

5: Berücksichtigung adaptiver EPS

Für adaptive EPS wie USB-C oder PD-Stromquellen, die verschiedene Ausgangsspannungen unterstützen, werden unterschiedliche Effizienzanforderungen diskutiert, um die Konstruktionslast zu verringern und gleichzeitig eine höhere Effizienz zu erreichen. Besonders für niedrige Spannungen (z.B. 3.3 V oder 5 V) wird über flexible Anforderungen nachgedacht.

Vorteile der Einführung der DoE-Stufe VII

1: Reduzierte Betriebskosten für Endverbraucher
Die jährlichen Einsparungen bei den Betriebskosten werden auf etwa 47,3 Millionen US-Dollar geschätzt. Selbst bei einem Abzinsungssatz von 7% wird von Einsparungen in Höhe von etwa 42,7 Millionen US-Dollar ausgegangen.

2: Klimaauswirkungen
Die Einsparung der Treibhausgasemissionen wird jährlich auf ca. 11,5 Millionen US-Dollar geschätzt. Diese Bewertung basiert auf einem Abzinsungssatz von 3% für die sozialen Kosten von CO₂.

3: Gesundheitsvorteile

Die Reduktion schädlicher Emissionen wie SO₂ und NOₓ wird auf einen jährlichen gesundheitlichen Nutzen von etwa 16,7 bis 20,4 Millionen US-Dollar geschätzt. Insbesondere die Verringerung von Vorläufersubstanzen von PM2.5 trägt zur Verbesserung der Gesundheit bei.

Diese Zahlen zeigen, dass die Einführung der Stufe VII sowohl wirtschaftliche als auch ökologische und gesundheitliche Vorteile bringen dürfte.

Veröffentlichung der neuen Vorschriften und Übergangsfrist

Die endgültigen Vorschriften zur Stufe VII sollen in der zweiten Hälfte des Jahres 2024 veröffentlicht werden. Nach der Bekanntgabe wird, wie bei bisherigen Energieeffizienzstandards, eine Übergangsfrist von zwei Jahren eingeräumt werden, um die Einhaltung sicherzustellen. Unifive bietet bereits ein Produktportfolio, das dem Entwurf der DoE-Stufe VII entspricht.

Für aktuelle Informationen wenden Sie sich bitte an unseren Vertrieb.