Anlage - Handreichung: Durchführung von

Transcrição

Handreichung
Durchführung von
Energieverbrauchsmessungen
in der Bundesverwaltung
Handreichung zur Durchführung von
Energieverbrauchsmessungen in der Bundesverwaltung
Inhaltsverzeichnis
1 Gesamtkonzept ..................................................................................................................... 4
2 Messungen des Energieverbrauchs am Arbeitsplatz ............................................................ 5
2.1
GEGENSTÄNDE DER ERHEBUNG (WAS WIRD GEMESSEN?) ........................................................................ 5
2.2
VORGEHEN ZUM ERMITTELN DES ENERGIEVERBRAUCHS (WIE WIRD GEMESSEN?)................................... 5
2.2.1 IT-Basistypen....................................................................................................................................... 6
2.2.2 Betriebsmodus-Prüfverfahren ............................................................................................................. 7
2.2.3 Prüfverfahren für den typischen Stromverbrauch ............................................................................. 11
2.2.4 Messung von Geräten die nicht über Rechenzentrum oder Energy-Star-Verfahren erfasst werden
(Eigenmessung) .............................................................................................................................................. 13
3 Messungen des Energieverbrauchs im Rechenzentrum..................................................... 16
3.1
GEGENSTÄNDE DER ERHEBUNG (WAS WIRD GEMESSEN?) ...................................................................... 16
3.2
VORGEHEN ZUR ERMITTELUNG DES ENERGIEVERBRAUCHS (WIE WIRD GEMESSEN?)............................. 17
3.2.1 Permanente Messung ........................................................................................................................ 17
3.2.2 Temporäre Messung .......................................................................................................................... 18
3.2.3 Hochrechnung ................................................................................................................................... 19
4 Basiswert ............................................................................................................................. 20
4.1
4.2
DEFINITION ............................................................................................................................................. 20
ERMITTLUNG DES BASISWERTS .............................................................................................................. 20
5 Sonderthemen der Energieverbrauchsmessung ................................................................. 22
5.1
•
•
5.2
OUTGESOURCTE DIENSTLEISTUNGEN ..................................................................................................... 22
Einbeziehung intern outgesourcter IT Leistungen................................................................................. 22
Einbeziehung extern outgesourcter IT Leistungen ................................................................................ 22
EINBEZIEHUNG VON NOTEBOOKS ........................................................................................................... 22
6 Anlage 1 .............................................................................................................................. 24
6.1
PCS......................................................................................................................................................... 24
6.1.1 Standardnutzungszeiten PCs ............................................................................................................. 24
6.1.2 Definition der Betriebszustände bei PCs........................................................................................... 24
6.2
NOTEBOOKS ........................................................................................................................................... 25
6.2.1 Standardnutzungszeiten Notebooks................................................................................................... 25
6.2.2 Definition der Betriebszustände bei Notebooks................................................................................. 25
6.3
MONITORE .............................................................................................................................................. 26
6.3.1 Standardnutzungszeiten Monitore..................................................................................................... 26
6.3.2 Definition der Betriebszustände bei Monitoren................................................................................. 26
6.4
BILDGEBENDE VERFAHREN: ................................................................................................................... 27
6.4.1 Standardnutzungszeiten Drucker ...................................................................................................... 27
6.4.2 Standardnutzungszeiten Kopierer ..................................................................................................... 28
6.4.3 Standardnutzungszeiten Multifunktionsgeräte (mit FAX) ................................................................. 28
6.4.4 Standardnutzungszeiten Multifunktionsgeräte (ohne FAX)............................................................... 29
6.4.5 Standardnutzungszeiten Faxgeräte ................................................................................................... 29
6.4.6 Standardnutzungszeiten Scanner....................................................................................................... 29
2
6.4.7
Definition der Betriebszustände bei bildgebenden Geräten.............................................................. 30
7 Anlage 2 .............................................................................................................................. 32
7.1
7.2
7.3
MESSGERÄTE .......................................................................................................................................... 32
COMPUTER ............................................................................................................................................. 32
MONITORE .............................................................................................................................................. 34
3
1 Gesamtkonzept
Nach dem Beschluss des Rates der IT-Beauftragten vom 13.11.2009 zum Thema Green-IT
soll der durch den IT-Betrieb verursachte Energieverbrauch um 40 % bezogen auf das Jahr
mit dem höchsten Verbrauch vor 2009 bis zum Jahr 2013 reduziert werden. Aus dem Beschluss ergeben sich unterschiedliche Anforderungen zur Umsetzung des Vorhabens.
Um den Energieverbrauch und die erzielten Energieeinsparungen in einem wirtschaftlich angemessenen Rahmen zu ermitteln, müssen einheitliche Messverfahren für die IT festgelegt
werden. Die Messungen werden am Arbeitsplatz (siehe Kapitel 2) und im Rechenzentrum
(siehe Kapitel 3) durchgeführt. Hierfür werden zentral sowohl die Messgegenstände (PC, Drucker, Rechenzentrum etc.) als auch das konkrete Prüfvorgehen für eine einheitliche Umsetzung in den Behörden vorgegeben. Bei der Ermittlung des Energieverbrauchs wird der
Grundsatz einer vollständigen Erhebung des durch die IT verursachten Energieverbrauchs
verfolgt.
Zur Dokumentation des Fortschritts der Green-IT-Initiative muss eine Ausgangsgröße ermittelt
werden, auf deren Basis die erzielten Energieeinsparungen gemessen werden können. Hierfür wurde der sogenannte Basiswert (siehe Kapitel 4) definiert. Der Basiswert setzt sich aus
dem durch die IT verursachten Energieverbrauch des Jahres 2009 und den belegbaren Energieeinsparungen vor dem Jahr 2009 zusammen. Zur Fortschrittsdokumentation wird ein Berichtswesen etabliert, welches den Jahresenergieverbrauch der Ressorts an eine Kontrollinstanz berichtet.
4
2 Messungen des Energieverbrauchs am Arbeitsplatz
2.1
Gegenstände der Erhebung (Was wird gemessen?)
Für die Erhebung des Energieverbrauchs am Arbeitsplatz werden die für die Ausführung der
Tätigkeiten in der öffentlichen Verwaltung erforderlichen IT-Geräte betrachet. Die Tabelle 1
listet die zu erfassenden Geräte und die anzuwendenden Messverfahren auf. Es werden alle
sich im Betrieb befindlichen Geräte betrachtet. Hiervon sind Telearbeitsplätze ausgenommen,
da sich ein Nutzer naturgemäß nur an einem Arbeitsplatz gleichzeitig aufhalten kann. Die Erfassung der Geräte im Betrieb erfolgt im Regelfall über das IT-Bestandsverzeichnis – alternativ können andere Inventarinformationen herangezogen werden, beispielsweise Logfiles von
Virenupdates.
Eine gesonderte Rolle bei der Erfassung spielen Kopierer, da diese häufig nicht durch die
entsprechenden IT-Abteilungen beschafft und betrieben werden. In solchen Fällen ist eine
Bestandsaufnahme und Hochrechnung des Energieverbrauchs im Rahmen der wirtschaftlichen Möglichkeiten der Behörde vorzunehmen. Eine Einbeziehung ist in jedem Fall notwendig
um bei einer Einführung von Multifunktionsgeräten mögliche Einspareffekte durch den Wegfall
von Kopierern berücksichtigen zu können.
2.2
Vorgehen zum Ermitteln des Energieverbrauchs (Wie wird gemessen?)
Für die Ermittlung des Energieverbrauchs am Arbeitsplatz werden IT-Basistypen gebildet,
anhand derer der Verbrauch für die unterschiedlichen Betriebsmodi der Geräte gemessen
wird. Für die Messungen gibt es drei unterschiedliche Vorgehensweisen in Abhängigkeit von
den Geräten:
1. Betriebsmodus-Prüfverfahren entsprechend dem Energy-Star (BM),
2. Messung von Geräten, die nicht über das Rechenzentrum oder dem Energy-StarVerfahren erfasst werden (EM) und
3. Prüfverfahren für den typischen Stromverbrauch entsprechend dem Energy-Star
(TSV).
Die Zuordnung der Messverfahren zu den Geräten ist der Tabelle 1 zu entnehmen.
Gerät
Messung
Verfahren
PC
Ja
BM
Notebook
Ja, siehe Abschnitt 5.2
BM
5
Monitor
Ja
BM
Drucker
Ja
TSV
Kopierer
Ja
TSV
Scanner
Ja
BM
Multifunktionsgerät ohne Fax
Ja
TSV
Multifunktionsgerät mit Fax
Ja
TSV
WLAN/LAN
Ja, siehe Abschnitt 2.2.4.1
EM
Telefone
EM
Dezentrale WAN-Komponenten
EM
Mobiltelefone
Nein
Entfällt
PDAs
Nein
Entfällt
Heimarbeitsplätze
Nein
Entfällt
Videokonferenzsysteme, Beamer
Nein
Entfällt
Faxgeräte
Ja
TSV
Tabelle 1: Auflistung der zu erfassenden bzw. nicht zu erfassenden Geräte und die Verfahren zur Erfassung
Nachfolgend werden die Bildung von IT-Basistypen erläutert und die Messverfahren im Detail
beschrieben. Um die Genauigkeit der Messergebnisse zu gewährleisten, werden für alle Verfahren die gleichen Anforderungen an das Prüfgerät zur Erfassung des Energieverbrauchs
gestellt. Die Vorgaben für das Prüfgerät befinden sich in der Anlage 7.1.
2.2.1 IT-Basistypen
Einige Behörden haben in ihrem Inventar Gerätemodelle, die nur in sehr geringer Stückzahl
vorkommen. Zur Reduzierung des Messaufwandes werden sogenannte IT-Basistypen gebildet. Jedes Gerätemodell, das mit einer Häufigkeit von mindestens 5 % an der jeweiligen Gerätekategorie in einer Behörde vertreten ist, stellt einen IT-Basistyp dar. Gerätemodelle mit
einem Anteil von weniger als 5 % an der entsprechenden Gerätekategorie werden mit dem
durchschnittlichen, gewichteten Energieverbrauch der IT-Basistypen dieser Gerätekategorie
eingerechnet. Das folgende Beispiel verdeutlicht das Vorgehen: Die Tabelle 2 listet beispielhaft die PC-Modelle in einer Behörde auf. In den hervorgehobenen Zeilen befinden sich die
Modelle, deren Häufigkeit in der Behörde über 5 % liegen. Diese bilden die IT-Basistypen. Alle
6
anderen Modelle werden auf die IT-Basistypen abgebildet. Im Beispiel sind dies insgesamt 49
Geräte. Da z. B. der HP Compaq Evo D310 am häufigsten in der Behörde vorkommt, werden
die meisten Modelle auf ihn abgebildet.
Hersteller
HP Compaq
HP Compaq
HP Compaq
HP Compaq
HP Compaq
Fujitsu Siemens
Fujitsu Siemens
Fujitsu Siemens
Fujitsu Siemens
Fujitsu Siemens
Dell
Modell
DX 2000 uT
Evo D 230
Evo D 310
Evo D 510
Evo D 5000
Scienic E 300
Scienic E 600
Scienic E 620
Esprimo E 5700
Esprimo E 5905 P4
OptiPlex 740 DT
tatsächliches
Vorkommen
338
28,9%
138
11,8%
425
36,3%
4
0,3%
5
0,4%
220
18,8%
16
1,4%
4
0,3%
2
0,2%
16
1,4%
2
0,2%
Verteilung nach Bildung
der Basistypen
353,0
30,2%
144,0
12,3%
444,0
37,9%
IT-Basistyp
Ja
Ja
Ja
Nein
Nein
229,0
19,6%
Ja
Nein
Nein
Nein
Nein
Nein
Tabelle 2: Auflistung der vorhandenen Gerätemodelle und Bildung von IT-Basistypen
2.2.2 Betriebsmodus-Prüfverfahren
2.2.2.1 Betriebsmodi und Standardnutzungszeiten
Der Energieverbrauch der Geräte wird mit Hilfe definierter Betriebsmodi und Standardnutzungszeiten entsprechend dem Verfahren zur Berechnung der Leitlinien des Energy-Star ermittelt. Für die Gerätkategorien PCs, Notebooks und Monitore gibt es jeweils definierte Betriebsmodi, siehe Anlage 6. Die Standardnutzungszeiten legen fest, wie lange über den Tag
verteilt (24 h) die einzelnen Betriebszustände aktiv sind. Dabei wird zwischen Werktagen und
Feiertagen unterschieden. Die Tabelle 3 zeigt die Betriebsmodi und die möglichen Standardnutzungszeiten eines PCs. Diese Werte berücksichtigen auch, dass beispielsweise einige
PCs nachts vom Netz getrennt werden, andere jedoch nicht. Es handelt sich dabei um Durchschnittswerte, die 2005 durch das Fraunhofer ISI verifiziert wurden.
PC
Werktage [h]
Feiertage [h]
Betriebsereit (on-idle)
7
0
Ruhemodus (sleep-mode)
3
0
Schein-Auszustand (stand-by)
11,2
19,2
Aus-Zustand (netzgetrennt)
2,8
4,8
Tabelle 3: Beispiel für die Betriebsmodi und Nutzungszeiten eines PCs an Werk- und Feiertag (Quelle:
Fraunhofer ISI (2005))
Um den Energieverbrauch des gesamten Jahres zu errechnen, muss die Anzahl der Werkund Feiertage eines Jahres (365 Tage) festgelegt werden. Die Tabelle 4 zeigt eine mögliche
Verteilung der Werk- und Feiertage.
7
Art
Anzahl Tage / Jahr
Werktage
220
Wochenend- bzw. Feiertage
145
Fortbildungen etc (bewertet wie Feiertage)
5
Urlaub (bewertet wie Feiertage)
20
Krankheit (bewertet wie Feiertage)
5
Angepasste Werktage
190
Angepasste Wochenend- bzw. Feiertage
175
Tabelle 4: Beispiel über die Verteilung der Werk und Feiertage über das Jahr
Die Standardnutzungszeiten können von jeder Behörde selbst modellhaft aufgestellt werden,
um das durchschnittliche Nutzungsverhalten und damit den tatsächlichen Energieverbrauch
der IT am besten abzubilden. Alternativ kann das vorgeschlagene Modell verwendet werden.
Für jede Behörde wird nur ein Modell aufgestellt, das der durchschnittlichen Nutzung entspricht. Das gewählte Modell wird im Regelfall über den gesamten Berichtszeitraum angewendet. Sollte eine Behörde das Nutzungsmodell ändern, ist dies plausibel zu begründen.
2.2.2.2 Aufnahme des Energieverbrauchs
Nach der Festlegung der Betriebsmodi muss für jeden Betriebsmodus der Energieverbrauch
ermittelt werden. Um in diesem Punkt eine höchstmögliche Vergleichbarkeit der Ergebnisse
zu erzielen, werden Vorgaben an Prüfvorgehen, Berechnung des Energieverbrauchs und
Verwendung von Fremdwerten gemacht.
2.2.2.2.1 Prüfvorgehen
Um die Vergleichbarkeit und Wiederverwendbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten, werden
für die Geräte
•
Monitore,
•
Computer und
•
Scanner
Vorgaben für ein einheitliches Prüfvorgehen angewendet. Die grundlegende Vorgehensweise
für die Geräte kann der Anlage 7.2 entnommen werden. Das Prüfvorgehen entspricht dem
Vorgehen des EU-Energy-Star. Für weitere Prüf- und Berechnungsvorschriften wird auf den
Anhang C der aktuellen EU-Energy-Star Spezifikation1 für Bürogeräte verwiesen.
2.2.2.2.2 Berechnung des Energieverbrauchs
1
siehe http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/site/de/oj/2006/l_381/l_38120061228de00260104.pdf
8
Für die Berechnung des Energieverbrauchs wird der Energieverbrauch in verschiedenen Betriebszuständen mit den jeweils zu erwartenden Nutzungszeiten zu einem Nutzungszyklus
kombiniert. Ergebnis ist der jährliche Energieverbrauch:
E
mit:
Jahr
=
1
1000
∑ P BZi • ( t BZi
BZi
, Werk
• d Werk
+ t BZi
, WoEn
• d WoEn )
EJahr
Stromverbrauch in kWh pro Jahr [kWh/a]
IndizeBZi
Betriebszustände i der Geräte
tBZi,Werk
Nutzungszeiten der Geräte in allen Betriebszuständen i an Werktagen
in Stunden pro Tag [h/d]
tBZi,WoEn
Nutzungszeiten der Geräte in allen Betriebszuständen i an Wochenendund Feiertagen in Stunden pro Tag [h/d]
dWerk
Anzahl der Werktage in Tagen pro Jahr [d/a]
dWoEn
Anzahl der Wochenend- und Feiertage in Tagen pro Jahr [d/a]
PBZi
Leistungsaufnahmen der Geräte in allen Betriebszuständen i in Watt
[W]
2.2.2.2.3 Verwendung von Fremdwerten
Zur Reduktion des Messaufwandes können grundsätzlich bereits vorhandene Energieverbrauchswerte für die Betriebszustände von Geräten genutzt werden. Wichtig bei der Nutzung ist, dass die Werte entsprechend der hier festgelegten Prüf- und Berechnungsvorschriften erhoben wurden. Da sich das hier skizzierte Vorgehen sich sehr eng an das Vorgehen
vom EU-Energy-Star anlehnt, können die Datenbasen des EU-Energy-Star2 oder auch durch
andere Ressorts ermittelte Energieverbrauchswerte verwendet werden.
2.2.2.3 Beispielrechnung
Das nachfolgende Beispiel verdeutlicht die Anwendung des beschriebenen Verfahrens zur
Ermittlung und Hochrechnung des Energieverbrauchs, ausgehend von einer Behörde mit 200
PCs und Monitoren. Die Tabelle 5 zeigt die verwendeten PC- und LCD-Modelle mit ihrem jeweiligen Energieverbrauch in den einzelnen Betriebsmodi. Die hier aufgeführten Verbrauchswerte in den verschiedenen Betriebsmodi wurden der Datenbank des EU-Energy-Star entnommen.
2
siehe http://www.eu-energystar.org/de/de_database.htm
9
LCD
PC
Hersteller
Dell
FSC
FSC
Asus
Lenovo
Acer
BenQ
Samsung
Dell
FSC
Modell
OptiPlex 745 (Desktop)
ESPRIMO P5625 Energy Saving Edition
SCALEO Li 2410 Green Edition
Eee BOX B203
ThinkCentre M58/M58p Eco uSFF 9961
X222W e
V907
P2050
2208WFP
SCALEOVIEW H22-1W
Anzahl
Idle [Watt]
30
40
30
50
50
30
40
30
50
50
52
53
50
25,7
53,2
30
22,3
23,5
45,1
43
Standby
[Watt]
1,1
1,9
1
1,6
1,8
0,8
0,7
0,7
0,6
1,1
Sleep
[Watt]
2,9
2,5
3,5
1,9
2,9
0,8
0,6
0,6
0,4
0,9
LCD
PC
Tabelle 5: Auflistung der Gerätemodelle und Energieverbrauchswerte in den einzelnen Betriebsmodi
Werktags [h/d]
Feiertags [h/d]
Werktags [h/d]
Feiertags [h/d]
Tage im
Jahr
220
145
220
145
Idle
Standby
Sleep
Aus
7
0
7
0
3
0
4
0
11,2
19,2
10,4
19,2
2,8
4,8
2,6
4,8
Tabelle 6: Standardnutzungszeiten der Behörde
Die Standardnutzungszeiten für die PCs und LCDs der Behörden sind in der Tabelle 6 aufgeführt. Die folgende Berechnung zeigt beispielhaft, wie mit den Betriebsmodi und deren Energieverbräuchen und den Standardnutzungszeiten der Energieverbrauch für einen Dell OptiPlex 745 für das gesamte Jahr entsprechend der vorgestellten Formel berechnet wird:
EJahr = 1/1000 * [52W * (7h * 220d + 0h * 145d) + 1,1W * (3h * 220d + 0h * 145d) + 2,9W *
(11,2h * 220d + 19,2h * 145d) + 0W * (2,8h * 220d + 4,8h * 145d)] = 96,03 kWh/a
Die Tabelle 7 zeigt die Jahresverbrauchswerte für alle Gerätemodelle. Bei der Berechnung
wurde deren Häufigkeit in der Behörde bereits berücksichtigt. Durch Summation lässt sich ein
Gesamtstromverbrauch von 28.480 kWh/a berechnen.
10
LCD
PC
Hersteller
Dell
FSC
FSC
Asus
Lenovo
Acer
BenQ
Samsung
Dell
FSC
Modell
OptiPlex 745 (Desktop)
ESPRIMO P5625 Energy Saving Edition
SCALEO Li 2410 Green Edition
Eee BOX B203
ThinkCentre M58/M58p Eco uSFF 9961
X222W e
V907
P2050
2208WFP
SCALEOVIEW H22-1W
Jahresverbrauch
pro Gerät
2.880,76 kWh/a
3.839,76 kWh/a
2.880,84 kWh/a
2.530,26 kWh/a
4.916,76 kWh/a
1.528,85 kWh/a
1.520,05 kWh/a
1.195,48 kWh/a
3.600,54 kWh/a
3.587,64 kWh/a
Tabelle 7: Jahresverbrauch aller Gerätemodelle der Beispielbehörde
2.2.3 Prüfverfahren für den typischen Stromverbrauch
Für bildgebende Geräte (Drucker, Kopierer, Fax und Multifunktionsgerät) wird der Bewertungsansatz „typischer Stromverbrauch“ (TSV) gewählt. Bei diesem Ansatz wird der typische
Stromverbrauch eines Bürogerätes im normalen Bürobetrieb über einen repräsentativen Zeitraum ermittelt. Die Abbildung 1 zeigt den Prüfzyklus für das Messverfahren „typischer Stromverbrauch“ des EU-Energy-Star.
Abbildung 1: Messverfahren "Typischer Stromverbrauch" (Quelle: Energy Star)
11
Die Tabelle 8 listet die Aktivitäten der einzelnen Schritte zur Durchführung des Messverfahrens auf. Die genauen Prüfspezifikationen sind dem Anhang C der aktuellen Energy-Star
Spezifikation3 für Bürogeräte zu entnehmen.
Nach dem die Verbrauchswerte in den einzelnen Schritten aufgezeichnet wurden, kann der
TSV berechnet werden. Der TSV ist der Energieverbrauch pro Woche.
Die beiden folgenden Formeln gelten für alle Produkttypen:
•
Durchschnittlicher Stromverbrauch Auftrag = (Auftrag2 + Auftrag3 + Auftrag4) / 3
•
Täglicher Stromverbrauch Aufträge = (Auftrag1 × 2) + [(Aufträge pro Tag – 2) × Durchschnittlicher Stromverbrauch Auftrag)]
Die Berechnung für Drucker, Multifunktionsgeräte mit Druckfunktion und Faxgeräte erfolgt
außerdem nach den folgenden drei Formeln:
•
Täglicher Stromverbrauch Ruhezustand = [24 Stunden – ((Aufträge pro Tag / 4) + (Zeit
Schluss × 2))] × Stromverbrauch Ruhezustand
•
Täglicher Stromverbrauch = Täglicher Stromverbrauch Aufträge + (2 × Stromverbrauch
Schluss) + Täglicher Stromverbrauch Ruhezustand
•
TSV = (Täglicher Stromverbrauch × 5) + (Stromverbrauch Ruhezustand × 48)
Die Berechnung für Kopierer und Multifunktionsgeräte ohne Druckfunktion erfolgt außerdem
nach den folgenden drei Formeln:
•
Täglicher Stromverbrauch Selbstabschaltung = [24 Stunden – ((Aufträge pro Tag / 4) +
(Zeit Schluss × 2))] × Stromverbrauch Selbstabschaltung
•
Täglicher Stromverbrauch = Täglicher Stromverbrauch Aufträge + (2 × Stromverbrauch
Schluss) + Täglicher Stromverbrauch Selbstabschaltung
•
TSV = (Täglicher Stromverbrauch × 5) + (Stromverbrauch Selbstabschaltung × 48)
Das Ergebnis ist ein gemessener Wert für den typischen wöchentlichen Stromverbrauch eines
Bürogerätes (TSV-Wert in kWh pro Woche). Um daraus den jährlichen Energieverbrauch zu
berechnen, muss der TSV mit 52 multipliziert werden:
E Jahr = 52 • TSVWoche
3
siehe http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/site/de/oj/2006/l_381/l_38120061228de00260104.pdf
12
Schritt
1
2
3
Drucker, Multifunktionsgeräte mit Druckfunktion
und Faxgeräte
Messgerät am bildgebenden Gerät anschließen. Messgerät
auf Null setzen. Prüfzeitraum abwarten (mindestens fünf
Minuten).
Gerät einschalten. Anzeige der Betriebsbereitschaft
abwarten.
Auftrag mit mindestens einem Ausgabebild aber nicht
mehr als einen Auftrag laut Auftragstabelle ausdrucken.
Zeit stoppen, bis das erste Blatt das Gerät verlässt.
Abwarten, bis das Messgerät anzeigt, dass das
bildgebende Gerät in den endgültigen Ruhezustand
gegangen ist.
Kopierer, Multifunktionsgeräte ohne Druckfunktion
Messgerät am bildgebenden Gerät anschließen. Messgerät
auf Null setzen. Prüfzeitraum abwarten (mindestens fünf
Minuten).
Gerät einschalten. Anzeige der Betriebsbereitschaft
abwarten.
Kopierauftrag mit mindestens einem Ausgabebild aber
nicht mehr als einen Auftrag laut Auftragstabelle
kopieren.
4
Messgerät auf Null setzen. Eine Stunde warten.
Zeit stoppen, bis das erste Blatt das Gerät verlässt.
Abwarten, bis das Messgerät anzeigt, dass das
bildgebende Gerät in den endgültigen Ruhezustand
gegangen ist.
Messgerät auf Null setzen. Eine Stunde warten. Wenn sich
das Gerät in weniger als einer Stunde abschaltet, Zeit und
Stromverbrauch im Ruhezustand aufzeichnen. Vor dem
Beginn von Schritt 5 jedoch jedenfalls eine volle Stunde
warten.
5
Messgerät und Stoppuhr auf Null setzen. Einen Auftrag
laut Auftragstabelle drucken. Zeit stoppen, bis das erste
Blatt das Gerät verlässt. Warten, bis die Stoppuhr
anzeigt, dass 15 Minuten vergangen sind.
Messgerät und Stoppuhr auf Null setzen. Einen Auftrag
laut Auftragstabelle kopieren. Zeit stoppen, bis das erste
Blatt das Gerät verlässt. Warten, bis die Stoppuhr
anzeigt, dass 15 Minuten vergangen sind.
6
7
Schritt 5 wiederholen.
Schritt 5 wiederholen (ohne Messung der aktiven Zeit).
Schritt 5 wiederholen.
8
9
Messgerät und Stoppuhr auf Null setzen. Abwarten, bis
das Messgerät bzw. das bildgebende Gerät anzeigt, dass
es in den endgültigen Ruhezustand gegangen ist.
Messgerät und Stoppuhr auf Null setzen. Abwarten, bis
das Messgerät bzw. das bildgebende Gerät anzeigt, dass
es in den Selbstabschaltungsmodus gegangen ist.
10
Messgerät auf Null setzen. Prüfzeitraum abwarten
(mindestens fünf Minuten).
Tabelle 8: Prüfverfahren für Drucker, Multifunktionsgeräte und Faxgeräte (Quelle: EU-Energy-Star)
2.2.4 Messung von Geräten die nicht über Rechenzentrum oder Energy-StarVerfahren erfasst werden (Eigenmessung)
Dieses Messverfahren wird bei allen Geräten genutzt, bei denen nicht das Betriebsmodusverfahren (siehe Kapitel 2.2.2) oder typischer Stromverbrauch (siehe Kapitel 2.2.3) entsprechend
des EU-Energy-Stars angewandt werden kann.
2.2.4.1 LAN/WLAN
Die zentrale LAN-Infrastruktur ist im Rechenzentrum (RZ) angesiedelt und wird somit dort
erfasst. Demgegenüber müssen die dezentralen LAN/WLAN-Komponenten (z. B. AccessPoints, Switches) im Regelfall gesondert erfasst werden sofern keine zentrale Erfassung möglich ist.
Zur Erfassung der Energieverbrauchswerte können die folgenden Verfahren angewandt werden:
13
•
Für die dezentralen LAN/WLAN-Komponenten werden die Gerätemodelle erfasst (z. B.
Access-Point Typ A) und der durchschnittliche Energieverbrauch für diese Komponenten ermittelt. Da der Energieverbrauch nutzungsabhängig sein kann, erfolgt eine Messung an 3 verschiedenen Gerätemodellen mindestens eine Woche (7 Tage) lang.
•
Besteht die Möglichkeit bei LAN-Komponenten den gesamten Verteilerraum zu messen, so kann auch eine Messung des gesamten Raumes über mindestens eine Woche
(7 Tage) erfolgen.
Bei beiden Verfahren sollte der Messzeitraum repräsentativ gewählt werden, insbesondere
hinsichtlich des Nutzerverhaltens. Beispielsweise sind Messungen in Wochen mit Feiertagen
oder anderen wesentlichen Abweichungen vom Regelbetrieb nicht aussagekräftig und sollten
vermieden werden. Aus den ermittelten Werten wird der Verbrauch auf das gesamte Jahr
hochgerechnet.
2.2.4.2 Telefone
Telefone (Festnetz) sind grundsätzlich einzubeziehen. Je nach verwendeter Technologie unterscheiden sich die Verfahren zur Ermittlung des Energieverbrauchs:
•
Herkömmliche Telefone werden durch die Nebenstellenanlage mit Strom versorgt und
es wird kein separates Netzteil am Arbeitsplatz verwendet. Der Stromverbrauch entsteht daher nur im RZ und wird auch dort als Teil des RZ-Stromverbrauchs gemessen.
•
Bei Telefonen (auch VoIP) mit separatem Netzteil werden von jedem Gerätemodell
drei unterschiedliche ausgewählt, deren Nutzerverhalten einem durchschnittlichen Mitarbeiter in der öffentlichen Verwaltung entspricht. Anschließend erfolgt eine Messung
über eine Woche (7 Tage). Aus den Ergebnissen wird anschließend das arithmetische
Mittel bestimmt und der Verbrauch der Telefone hochgerechnet.
•
Bei VoIP-Telefonen, die mit Strom über das Netzwerk („Power over Ethernet“) versorgt
werden, erfolgt die Erfassung des Energieverbrauchs der PoE-Switches bereits durch
die Aufnahme der dezentralen LAN-Komponenten (siehe Abschnitt 2.2.4.1) bzw. im
RZ.
2.2.4.3 WAN-Komponenten
Entsprechend des Vollständigkeitsanspruchs bei der Erhebung des Energieverbrauchs werden auch WAN-Komponenten erfasst, dazu zählen:
• WAN-Komponenten im Rechenzentrum und Serverräumen,
• WAN-Komponenten in Behörden (unter anderem IVBB-Räume).
Nicht erfasst werden die WAN-Komponenten auf der Carrierseite (Telekommunikationsanbieter).
14
Da die WAN-Komponenten im Rechenzentrum schon durch die Messung an der Einspeisung
erfasst und die WAN-Komponenten auf der Carrierseite nicht berücksichtigt werden, sind nur
die WAN-Komponenten in den Behörden und dezentralen Serverräumen zu betrachten. Die
zur Erhebung der Energieverbrauchswerte der WAN-Komponenten werden 2 – 3 Geräte eines Gerätemodells über eine Woche gemessen, die Messwerte aufgezeichnet und das arithmetische Mittel gebildet. Aus den Ergebnissen wird der Jahresverbrauch hochgerechnet.
Aufgrund des hohen Standardisierungsgrades und des nur minimal nutzungsbedingten Energieverbrauchs werden IVBB-Räume exemplarisch gemessen und die ermittelten Werte allen
Behörden zur Verfügung gestellt, damit sie mit den Werten den durch die IVBB-Räume entstehenden Energieverbrauch hochrechnen können, ohne eigene Messungen durchführen zu
müssen. Grund für dieses Vorgehen ist, dass es in einigen Behörden Schwierigkeiten beim
Zugang zu den Räumen gibt und somit in diesen Fällen keine Messung erfolgen kann.
15
3 Messungen des Energieverbrauchs im Rechenzentrum
3.1
Gegenstände der Erhebung (Was wird gemessen?)
Ein Rechenzentrum (RZ) ist ein Bereich, ein Raum, eine Einrichtung oder ein Standort zur
zentralen Verarbeitung, Speicherung oder Weiterleitung von Daten. Alle durch das RZ mit
Strom versorgten Komponenten und Anlagen werden berücksichtigt, Abbildung 2 gibt einen
beispielhaften Überblick über die typischen „Verbraucher“ im Rechenzentrum, die Anordnungen können im Einzelfall stark abweichen. Die Tabelle 9 listet die erfassten Geräte im Rechenzentrum auf.
Eine wesentliche Maßnahme zur Reduktion des Energieverbrauchs in Rechenzentrum ist die
Steigerung der Effizienz bzw. des Wirkungsgrades, d.h. ein günstiges Verhältnis von der dem
RZ zugeführten Energie zu durch die IT-Komponenten (Server, Speicher, Netztechnik) verbrauchter Energie. Daher wird grundsätzlich empfohlen, neben dem Gesamtenergieverbrauch
des RZs auch die Verbrauchswerte von unterbrechungsfreier Stromversorgung (USV), Kühlung, IT-Komponenten (Server, Speicher, Netztechnik), usw. separat zu erfassen. Dies ermöglicht es vorhandene Schwachstellen zu identifizieren und Optimierungsmaßnahmen einzuleiten.
Abbildung 2: Überblick über die typischen Verbraucher im Rechenzentrum
16
Gerät
Einbeziehung
in
Gesamtverbrauch
Klimatechnik (Kälteerzeugung, Kühlwasserpumpen, Kaltlufterzeu- Ja
gung und Verteilung, Warmluftabfuhr, Befeuchtung, In-RackKühlungen und Einhausungen, Wärmetauscher)
Strom (Transformatoren, Verteilung, USV, Generatoren, Rack- Ja
Verteilung, …)
Gebäudetechnik (Gebäudemanagementsystem, Feuer- und A- Ja
larm-Systeme, Licht, …)
IT-Equipment (Server, Massenspeicher etc)
Ja
TK-Anlage
Ja
LAN- & WAN-Komponenten im RZ
Ja
Tabelle 9: Auflistung der erfassten Geräte im RZ
3.2
Vorgehen zur Ermittelung des Energieverbrauchs (Wie wird gemessen?)
Es können drei Arten zur Aufnahme des Energieverbrauchs im Rechenzentrum unterschieden
werden. Die erste Variante „Permanente Messung“ ist die Standardvorgehensweise, die zweite Variante „Temporäre Messung“ sollte nur in Ausnahmefällen durchgeführt werden. Die dritte Variante „Hochrechnung“ ist für RZs gedacht, die keine Rechenzentrumsleistungen im
klassischen Sinn anbieten (beispielsweise Netzwerk-Verteilerräume mit , sondern vielmehr
dezentrale Liegenschaftsserver (z. B. Druckerserver) sind.
Bei der Verwendung von Anlagen zur Energierückgewinnung ist es grundsätzlich möglich die
rückgewonnene Energie zu berücksichtigen (Gesamtverbrauch = eingespeiste Energie –
rückgewonnene Energie), z. B. bei der Heizung eines Bürogebäudes durch die Abwärme des
Rechenzentrums. Die rückgewonnene Energie kann jedoch nicht in die Ermittlung von Kennzahlen zur Rechenzentrumseffizienz wie PUE und DCiE einbezogen werden.
3.2.1 Permanente Messung
Der Energieverbrauch des Rechenzentrums wird durch einen fest installierten Zähler erfasst,
der den gesamten Stromverbrauch des RZs direkt an der Einspeisung misst. Die Messung
soll grundsätzlich kontinuierlich über das gesamte Kalenderjahr erfolgen. Falls das RZ über
keinen Stromzähler verfügt, sind entsprechende Maßnahmen einzuleiten, die im Rahmen der
wirtschaftlichen Möglichkeiten der Behörde liegen, einen Zähler zu installieren.
17
Es wird empfohlen neben dem gesamten Energieverbrauch des Rechenzentrums auch den
Verbrauch des IT-Equipments4 aufzuzeichnen, um für RZs übliche Kennzahlen, wie z B. Power Usage Effectivness (PUE) und Datacenter infrastructure Efficiency (DCiE), ermitteln zu
können. Zum IT-Equipment gehören die im Rechenzentrum betriebenen Geräte, unter anderem:

Server

Speicher

Netzwerktechnik und Telekommunikation
3.2.2 Temporäre Messung
Temporäre Messungen können verwendet werden, wenn der Einbau eines fest installierten
Stromzählers unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht sinnvoll ist. Die Ermittlung des
Stromverbrauchs erfolgt wie bei der ersten Variante an der Gesamteinspeisung des RZs, allerdings wird kein fest installierter Stromzähler verwendet, sondern der Verbrauch über einen
vorab festgelegten Zeitraum, der eine möglichst genaue Hochrechnung des Energieverbrauchs über das gesamte Jahr zulässt. Es wird empfohlen, dass die Berechnung des Jahreswertes auf monatlich erhobenen Werten basiert, um einen möglichst genauen Jahresverbrauch zu ermitteln. Je nach der verwendeten Technologie kann der Energieverbrauch
saisonal stark schwanken, insbesondere aufgrund der benötigten Kälteerzeugung. Im Ermessen der Behörde kann die Genauigkeit der bei temporären Messungen ermittelten Energieverbrauchswerte durch Anwendung eines saisonalen Korrekturfaktors verbessert werden.
Die Messperiode sollte grundsätzlich so gewählt sein, dass ein beispielhafter Verbrauch für
den Jahresverbrauch daraus abgeleitet werden kann. Es sollten beispielsweise und Messungen bei ungewöhnlich hohen oder niedrigen Energieverbrauchswerte, z. B. durch Doppelbetrieb während Migrationen, vermieden werden.
Beispielrechnung 1:
Bei einem kleinen RZ, das kurz vor der Auflösung steht, ist die Installation eines festen
Stromzählers nicht wirtschaftlich vertretbar. In diesem Beispiel wird daher der Energieverbrauch mittels einer temporären Messung erhoben, in diesem Beispiel durch eine Induktionsmessung. Dabei wird das durch den fließenden Strom der Gesamteinspeisung erzeugte
Magnetfeld aufgezeichnet und mit Hilfe von Algorithmen der Stromverbrauch ermittelt. Da das
RZ unabhängig von der Außentemperatur arbeitet (d. h. keine Nutzung von freier Kühlung)
und sich in einem Keller ohne Fenster befindet ist es ausreichend einmal im Jahr eine 14tägige Strommessung durchzuführen. Für diese 14 Tage wurde ein Stromverbrauch von
20.000 kWh ermittelt. Hieraus wird der Stromverbrauch für das gesamte Jahr hochgerechnet.
4
Verbrauch des IT-Equipment: Energieverbrauch, der durch das Equipment für das Verwalten, Verarbeiten, Speichern und Routing von Daten im RZ entsteht.
18
Berechnung: (20.000kWh/14)*365 ≈ 521.428kWh pro Jahr.
Beispielrechnung 2:
Für den Fall einer starken Abhängigkeit des von der Außentemperatur, insbesondere bei dem
Einsatz von „freier“ Kühlung, wird jeden Monat eine einwöchige Messung durchgeführt. Die
ermittelten Werte können der Tabelle 10 entnommen werden. Grundsätzlich ist in einem solchen Fall der Einbau eines festen Stromzählers ratsam.
Monat
Verbrauch über
eine Woche [kWh]
2.000
2.000
3.500
4.500
6.000
8.000
Januar
Februar
März
April
Mai
Juni
Monat
Juli
August
September
Oktober
November
Dezember
Verbrauch über
eine Woche [kWh]
8.500
8.000
7.000
5.000
4.000
3.500
Tabelle 10: Beispielwerte für die monatlichen Messungen
Berechnung:
2.000kWh + 2.000kWh + 3.500kWh + 4.500kWh + 6.000kWh + 8.000kWh + 8.500kWh +
8.000kWh + 7.000kWh + 5.000kWh + 4.000kWh + 3.500kWh = 62.000kWh
(62.000kWh/(12*7))*365 ≈ 269405kWh pro Jahr
3.2.3 Hochrechnung
Das Verfahren der Hochrechnung ist identisch mit der Messung des Energieverbrauchs am
Arbeitsplatz. Es werden IT-Basistypen gebildet und Energieverbrauchsmessungen durchgeführt. Aus diesen Werten wird der Energieverbrauch für das ganze Jahr hochgerechnet. Dieses Verfahren sollte nur bei dezentralen Liegenschaftsservern (z. B. Druckerserver) durchgeführt werden, die nicht Rechenzentrumsleistungen im klassischen Sinn anbieten.
19
4 Basiswert
4.1
Definition
Um die Vorgaben des IT-Rates umzusetzen (Berücksichtigung von Einsparungen aus den
Jahren vor 2009) wurde der so genannte Basiswert definiert. Anhand des Basiswertes wird
die Reduktion des durch den IT-Betrieb verursachten Energieverbrauchs um 40 % ermittelt.
Er setzt sich aus den Ergebnissen von Messungen und den erzielten Einsparungen der Ressorts vor 2009 zusammen.
Aus dieser Konstellation wird ersichtlich, dass der Basiswert nicht auf ein bestimmtes Jahr
festgelegt werden kann, da er sowohl aus Werten aus dem Jahr 2009, als auch aus Werten
davor besteht.
4.2
Ermittlung des Basiswerts
Die Behörden ermitteln im Jahr 2009 entsprechend der in Kapitel 2 und 3 dargestellten Messverfahren ihren Energieverbrauch am Arbeitsplatz und im Rechenzentrum. Dieser Messwert
für den Energieverbrauch im Jahr 2009 bildet die Grundlage zur Festlegung des Basiswertes.
Die Ressorts können ihre vor dem Jahr 2009 geleisteten Anstrengung zur Reduktion des Energieverbrauchs auf den erhobenen Messwert aus dem Jahr 2009 anrechnen lassen. Voraussetzung für eine Anrechnung ist, dass die Ressorts ihre Einsparungen vor dem Jahr 2009
plausibel belegen können.
Das folgende Beispiel (siehe Abbildung 3) verdeutlicht die Ermittlung und Vorteile des Basiswertes. Das Ressort ermittelt für das Jahr 2009 einen Energieverbrauch von 9 kWh. Ohne die
Berücksichtigung von geleisteten Einsparungen aus den Jahren vor 2009 müsste eine Reduktion des Ressorts auf 5,4 kWh im Jahr 2013 erfolgen. Das Ressort hatte im Jahr 2008 und
2007 durch den Einsatz von energieeffizienten PCs und Virtualisierung jeweils 1 kWh eingespart und kann diese Einsparungen nachweisen. Diese Einsparungen werden auf den Messwert angerechnet und ergeben einen Basiswert von 11 kWh für das Ressort. Somit hat das
Ressort bereits im Jahr 2009 eine Reduktion von 19 % geleistet, gemessen am Basiswert.
Häufig hat sich der geleistete Leistungsumfang in diesem Zeitraum verändert. Eine Anrechnung von Maßnahmen aus der Vergangenheit ist nur auf die tatsächlich geleisteten Einsparungen möglich. Eine rückwirkende Erhöhung der Ausgangsbasis bei bestiegenem Leistungsumfang ist daher nicht möglich (keine Anwendung eines „was-wäre-wenn-wir-dieseMaßnahmen-nicht-vorgenommen-hätten“-Szenarios).
20
Abbildung 3: Beispiel Basiswert
21
5 Sonderthemen der Energieverbrauchsmessung
5.1
Outgesourcte Dienstleistungen
Outgesourcte Dienstleistungen werden grundsätzlich mitbetrachtet. Es muss jedoch zwischen
intern und extern outgesourcten Dienstleistungen unterschieden werden:
•
Einbeziehung intern outgesourcter IT Leistungen
Intern outgesourcte Dienstleistungen (Übertragung der Leistungserbringung durch eine
andere Organisationseinheit innerhalb der Bundesverwaltung, beispielsweise ein
„Dienstleistungszentrum IT“) werden lediglich als solche im Berichtswesen des Leistungserbringers kenntlich gemacht.
Aufgrund der Erfassung des Energieverbrauchs durch den Leistungserbringer innerhalb der Bundesverwaltung bedarf es keines Berichts des entsprechenden Energieverbrauchs durch den Leistungsempfänger.
•
Einbeziehung extern outgesourcter IT Leistungen
Bei extern outgesourcten Dienstleistungen (Leistungserbringung nicht durch eine Organisationseinheit innerhalb der Bundesverwaltung) ist der verursachte Energieverbrauch durch den Leistungsempfänger zu berichten und im Berichtswesen als externer Energieverbrauch kenntlich zu machen.
Grundsätzlich gelten dabei die gleichen Richtlinien wie für die Ermittlung des Energieverbrauchs innerhalb der Bundesverwaltung. Es obliegt dabei der jeweiligen Behörde
dem Dienstleister entsprechende Vorgaben zu machen und die Plausibilität der berichteten Werte zu prüfen. Die Dokumentation des Auftragnehmers ist dem Berichtswesen
beizufügen.
5.2
Einbeziehung von Notebooks
Notebooks werden bei der Erfassung abhängig von ihrem Nutzungsgrad unterschiedlich behandelt:
•
Das Notebook wird als Desktop-Ersatz genutzt (es existiert kein weiterer Desktop für
diesen Nutzer):
Das Notebook ist hier als Standard-Konfiguration zu betrachten, welche analog zu anderen Standard-Konfigurationen gemessen bzw. hochgerechnet wird.
22
•
Das Notebook wird als Zweitgerät genutzt (der Nutzer arbeitet grundsätzlich im Arbeitsplatz an einem Desktop):
Das Notebook wird nicht betrachtet, weder zusätzlich zu dem Desktop noch anteilig.
Der Energieverbrauch des Nutzers wird bereits durch den Desktop als StandardKonfiguration abgedeckt.
•
Bei Telearbeitsplätzen (z. B. 60 % Arbeit vom Büro und 40 % am Heimarbeitsplatz)
wird der Nutzer wie ein „normaler“ Büroarbeitsplatz betrachtet (100 % Nutzung des Büro-Arbeitsplatzes):
Der verwendete Büro-Arbeitsplatz (Desktop oder Notebook) ist dabei als StandardKonfigurationen zu verwenden.
23
6 Anlage 1
Die angegebenen Nutzungszeiten wurden in Anlehnung an Fraunhofer ISI (2005) sowie durch
Messungen der Deutschen Energie Agentur (dena) bestimmt.
6.1
PCs
6.1.1 Standardnutzungszeiten PCs
Betriebszustand
StandardNutzungszeit
Werktags [h/d]
Standard-Nutzungzeit Feiertags [h/d]
Betriebsbereit (on-idle)
7h
0h
3h
0h
Schein-Aus (stand-by)
11,2 h
19,2 h
2,8 h
4,8 h
Tabelle 11: Standardnutzungszeiten PCs
6.1.2 Definition der Betriebszustände bei PCs
Betriebszustand
Definition analog Energy Star
Betriebsbereit
(on-idle)
Für die Prüfung und Einstufung von Computern nach dieser Spezifikation bezeichnet dies den Zustand, in dem das Betriebssystem und die
sonstige Software vollständig geladen sind, das Gerät nicht im Ruhemodus ist und die Aktivität auf diejenigen grundlegenden Anwendungen
beschränkt ist, die das System automatisch startet.
Ruhemodus
(sleep-mode)
Ein Niedrigverbrauchsmodus, in den der Computer nach einer bestimmten Inaktivitätszeit automatisch übergehen oder manuell versetzt
werden kann. Ein Computer mit Ruhemodusfunktion kann schnell durch
Netzverbindungen oder Benutzerschnittstellengeräte „geweckt“ werden.
Im Sinne dieser Spezifikation entspricht der Ruhemodus gegebenenfalls dem ACPI-Zustand S3 (Suspend to RAM).
Schein-Aus
(stand-by)
Zustand mit der geringsten, vom Nutzer nicht ausschaltbaren (beeinflussbaren) Leistungsaufnahme, der unbegrenzt fortbesteht, solange
das Gerät mit dem Stromnetz verbunden ist und entsprechend der Be24
dienungsanleitung des Herstellers genutzt wird. Im Sinne dieser Spezifikation entspricht der Standby-Modus gegebenenfalls dem ACPIZustand S4 oder S5.
Aus-Zustand
(netzgetrennt)
Der Computer wurde vollständig von der Stromversorgung getrennt und
ist daher mit keiner externen Stromquelle mehr verbunden (d. h. der
Netzstecker wurde aus der Steckdose gezogen).
Tabelle 12: Betriebszustände PCs
6.2
Notebooks
6.2.1 Standardnutzungszeiten Notebooks
Betriebszustand
StandardNutzungszeit
tags [h/d]
Werk-
Betriebsbereit (on-idle)
6,5 h
0h
3,5 h
0h
7h
19,2 h
7h
4,8 h
Tabelle 13: Standardnutzungszeiten Notebooks
6.2.2 Definition der Betriebszustände bei Notebooks
Betriebszustand
Betriebsbereit
(on-idle)
Für die Prüfung und Einstufung von Notebooks [Computern] nach dieser Spezifikation bezeichnet dies den Zustand, in dem das Betriebssystem und die sonstige Software vollständig geladen sind, das Gerät nicht
im Ruhemodus ist und die Aktivität auf diejenigen grundlegenden Anwendungen beschränkt ist, die das System automatisch startet.
Ruhemodus
(sleep-mode)
Ein Niedrigverbrauchsmodus, in den das Notebook [der Computer]
nach einer bestimmten Inaktivitätszeit automatisch übergehen oder
manuell versetzt werden kann. Ein Notebook [Computer] mit Ruhemodusfunktion kann schnell durch Netzverbindungen oder Benutzerschnittstellengeräte „geweckt“ werden. Im Sinne dieser Spezifikation
entspricht der Ruhemodus gegebenenfalls dem ACPI-Zustand S3
25
(Suspend to RAM).
Schein-Aus
(stand-by)
das Gerät mit dem Stromnetz verbunden ist und entsprechend der Bedienungsanleitung des Herstellers genutzt wird. Im Sinne dieser Spezifikation entspricht der Standby-Modus gegebenenfalls dem ACPIZustand S4 oder S5.
Aus-Zustand
(netzgetrennt)
Das Notebook [der Computer] wurde vollständig von der Stromversorgung getrennt und ist daher mit keiner externen Stromquelle mehr verbunden (d. h. der Netzstecker wurde aus der Steckdose gezogen).
Tabelle 14: Betriebszustände Notebook
6.3
Monitore
6.3.1 Standardnutzungszeiten Monitore
Betriebszustand
StandardNutzungszeit Werktags [h/d]
Standard-Nutzungzeit
Feiertags [h/d]
Normalbetrieb (on-mode)
7h
0h
Ruhezustand (sleep-mode)
4h
0h
10,4 h
19,2 h
2,6 h
4,8 h
Tabelle 15: Standardnutzungszeiten Monitore
6.3.2 Definition der Betriebszustände bei Monitoren
Betriebszustand
Normalbetrieb/EinZustand (on-mode)
Das Produkt ist an eine Stromversorgung angeschlossen und stellt
ein Bild dar („Aktivzustand“). Die Leistungsaufnahme ist in diesem
Betriebszustand in der Regel höher als im Ruhe- oder Schein-AusZustand.
26
Ruhezustand
(sleep-mode)
Zustand mit verringerter Leistungsaufnahme, in den der Bildschirm
auf Befehl eines Computers oder durch andere Funktionen versetzt
wird. Dieser Zustand ist durch einen leeren Bildschirm und eine verringerte Leistungsaufnahme gekennzeichnet. Der Computerbildschirm kehrt auf Befehl eines Nutzers/Computers (z. B. Mausbewegung oder Tastendruck auf der Tastatur) in den Ein-Zustand mit voller Betriebsfähigkeit zurück.
Schein-Aus (standby)
der Computerbildschirm mit dem Stromnetz verbunden ist und entsprechend der Bedienungsanleitung des Herstellers genutzt wird. Im
Sinne dieser Spezifikation bezeichnet „Schein-Aus“ den Stromversorgungszustand, in dem das Produkt an eine Stromquelle angeschlossen ist, keine Bilder darstellt und durch ein direktes, vom Nutzer/Computer ausgelöstes Signal unmittelbar wieder in den EinZustand versetzt werden kann (wenn z. B. der Nutzer den Netzschalter drückt).
Aus-Zustand (vollständig ausgeschaltet)
Zustand, in dem das Produkt zwar noch mit dem Stromnetz verbunden ist, seine Verbindung zur externen Stromquelle aber komplett
unterbrochen worden ist. Dieser Zustand wird üblicherweise vom
Nutzer durch Drücken eines „echten Netzschalters“ bzw. „AusSchalters“ hergestellt. In diesem Zustand verbraucht das Gerät keinen Strom, so dass die gemessene Leistungsaufnahme in der Regel
0 Watt beträgt.
Das Produkt wurde vollständig von der Stromversorgung getrennt
und ist daher mit keiner externen Stromquelle mehr verbunden (d. h.
der Netzstecker wurde aus der Steckdose gezogen).
Tabelle 16: Betriebszustände Monitore
6.4
Bildgebende Verfahren:
6.4.1 Standardnutzungszeiten Drucker
Betriebszustand
Aktiv-Modus (active-mode)
0,12 h
0h
Betriebsbereit (ready-mode)
3,8 h
0h
6,6 h
0h
27
Aus-Zustand (Schein-Aus)
10,8 h
19,2 h
2,7
4,8 h
Tabelle 17: Standardnutzungszeiten Drucker
6.4.2 Standardnutzungszeiten Kopierer
Betriebszustand
0,17 h
0h
5h
0h
5,3 h
0h
10,8 h
19,2 h
2,7 h
4,8 h
Tabelle 18: Standardnutzungszeiten Kopierer
6.4.3 Standardnutzungszeiten Multifunktionsgeräte (mit FAX)
Betriebszustand
0,17 h
0h
5h
0h
18,8 h
24 h
0h
0h
0h
0h
Tabelle 19: Standardnutzungszeiten Multifunktionsgeräte (mit Fax)
28
6.4.4 Standardnutzungszeiten Multifunktionsgeräte (ohne FAX)
Betriebszustand
0,17 h
0h
5h
0h
5,3 h
0h
10,8 h
19,2 h
2,7 h
4,8 h
Tabelle 20: Standardnutzungszeiten Multifunktionsgeräte (ohne Fax)
6.4.5 Standardnutzungszeiten Faxgeräte
Betriebszustand
0,04 h
0h
0,66 h
0h
23,3 h
24 h
0h
0h
0h
0h
Tabelle 21: Standardnutzungszeiten Faxgeräte
6.4.6 Standardnutzungszeiten Scanner
Betriebszustand
StandardNutzungszeit Werk29
tags [h/d]
0,04 h
0h
2h
0h
21,96 h
4h
0h
9h
0h
11 h
Tabelle 22: Standardnutzungszeiten Scanner
6.4.7 Definition der Betriebszustände bei bildgebenden Geräten
Betriebszustand
Der Stromversorgungszustand, in dem das Produkt an eine Stromquelle angeschlossen ist und aktiv produziert oder andere Hauptfunktionen
erfüllt.
Betriebsbereit
(ready-mode)
Der Zustand, in dem das Gerät keine Ausdrucke erstellt, jedoch die
Betriebsbedingungen erreicht hat und noch nicht in einen Stromsparzustand übergegangen ist. In diesem Zustand kann das Gerät mit minimaler Verzögerung in den aktiven Betriebszustand wechseln. Alle
Produktfunktionen können in diesem Zustand aktiviert werden und das
Gerät muss durch Reaktion auf integrierte Eingabeoptionen in den aktiven Betriebszustand zurück wechseln können. Mögliche Eingabeoptionen sind externe elektrische Impulse (z. B. Netzimpulse, Faxanrufe
oder Fernsteuerung) und unmittelbare physikalische Eingriffe (z. B.
Betätigung eines Schalters oder Knopfs).
Ruhezustand
(sleep-mode)
Der Zustand verminderter Leistungsaufnahme, in den das Gerät nach
einer Zeit der Inaktivität eintritt. Zusätzlich zum automatischen Übergang in den Ruhezustand kann das Gerät auch in diesen Zustand übergehen: 1) zu einer vom Benutzer eingestellten Tageszeit, 2) als direkte Reaktion auf einen manuellen Eingriff des Benutzers, ohne wirklich abzuschalten, oder 3) durch andere, automatische Vorgänge, die
vom Verhalten des Benutzers abhängen. Alle Produktfunktionen können in diesem Zustand aktiviert werden und das Gerät muss durch Reaktion auf integrierte Eingabeoptionen in den aktiven Betriebszustand
zurück wechseln können, wobei es zu Verzögerungen kommen kann.
Mögliche Eingabeoptionen sind externe elektrische Impulse (z. B. Netzimpulse, Faxanrufe oder Fernsteuerung) und unmittelbare physikalische Eingriffe (z. B. Betätigung eines Schalters oder Knopfs). Die
Netzanbindung des Geräts muss im Ruhezustand aufrecht erhalten
30
bleiben, so dass das Produkt bei Bedarf aufwacht.
Aus-Zustand
(Schein-Aus)
Der Stromversorgungszustand, in den das Produkt übergeht, wenn es
manuell oder automatisch ausgeschaltet wurde, aber noch eingesteckt
und an das Stromnetz angeschlossen ist. Dieser Zustand wird durch
ein Signal, z. B. des Netzschalters oder einer Schaltuhr, beendet, durch
den das Gerät in Betriebsbereitschaft versetzt wird. Wird dieser Zustand manuell durch den Benutzer herbeigeführt, wird er häufig als
manueller Aus-Zustand bezeichnet. Ist er auf ein automatisches oder
voreingestelltes Signal zurückzuführen (z. B. eine Wartezeit oder
Schaltuhr) wird er oft automatischer Aus-Zustand genannt.
Aus-Zustand
(netzgetrennt)
Das Produkt wurde vollständig von der Stromversorgung getrennt und
ist daher mit keiner externen Stromquelle mehr verbunden (d. h. der
Netzstecker wurde aus der Steckdose gezogen).
Tabelle 23: Betriebszustände bildgebende Geräte
31
7 Anlage 2
7.1
Messgeräte
Frequenzgang: Verwendung von Prüfgeräten mit einem Frequenzgang von mindestens 3
kHz, um Ungenauigkeiten, die durch die Geräte verursachten Oberschwingungen entstehen,
zu vermeiden.
Stromscheitelfaktor: Das Messgerät muss einen verfügbaren Stromscheitelfaktor von 3 oder
mehr in ihrem Nennmessbereich und eine Untergrenze des Strombereichs von 10 mA oder
niedriger haben.
Messauflösung: Das Leistungsmessgerät müssen eine Leistungsauflösung von 1 mW oder
besser haben und folgende Auflösung besitzen:
•
0,01 W oder besser für Leistungsmessungen von ≤ 10 W,
•
0,1 W oder besser für Leistungsmessungen zwischen 10 W bis zu 100 W,
•
1 W oder besser für Leistungsmessungen > 100 W,
•
10 W oder besser für Leistungsmessungen > 1,5 kW.
Genauigkeit: Leistungsmessungen im Bereich von 0,5 W oder mehr sollten mit einer Messunsicherheit von höchstens 2 % bei einem Vertrauensbereich von 95 % durchgeführt werden.
Leistungsmessungen im Bereich unter 0,5 W sollten mit einer Messunsicherheit von höchstens 0,01 W bei einem Vertrauensbereich von 95 % durchgeführt werden.
Kalibrierung: Die letzte Kalibrierung des Messgerätes darf nicht länger 12 Monate zurück
liegen.
7.2
Computer
Die Geräteklasse Computer umfasst PCs und Notebooks. Nachfolgend wird das Prüfvorgehen
für Computer entsprechend des EU Energy Star beschrieben. Die genauen Prüfspezifikationen sind dem Anhang C der aktuellen Energy Star Spezifikation für Bürogeräte zu entnehmen.
Prüfvorgehen:
Vorbereitung
1. Das Gerät muss an einen Ethernet-Switch angeschlossen sein, der die höchste und
die niedrigste Netzgeschwindigkeit des Geräts verarbeiten kann. Während der Prüfung
muss die Netzverbindung aktiv sein.
32
2. Zwischen die Wechselstromquelle und dem Computer ist ein Messgerät zu klemmen.
Dabei ist darauf zu achten, dass keine Steckdosenleisten oder USV-Geräte zwischen
dem Messgerät und dem Computer geschaltet sind. Damit die Prüfung gültig ist, sollte
das Messgerät angeschlossen bleiben, bis alle den Standby-, Ruhe- und Idle-Modus
betreffenden Daten aufgezeichnet sind.
3. Wechselspannung aufzeichnen.
4. Computer Hochfahren und warten, bis das Betriebssystem und alle Programme vollständig geladen sind. Falls ein Login erforderlich ist muss dies durchgeführt werden.
Alle Dateiindexierungsprozesse und sonstigen einmaligen/regelmäßigen Prozesse, die
bei Betriebssystemstart ablaufen, zum Abschluss kommen lassen.
5. Sicherstellen, dass das Gerät so konfiguriert ist wie bei der Auslieferung, einschließlich
aller Zubehörteile, der Stromspareinstellungen, der WOL-Aktivierung und mitgelieferter
Software. Das Gerät sollte ferner für alle Prüfungen unter Einhaltung der folgenden
Anforderungen konfiguriert sein:
•
Ohne Zubehör ausgelieferte Tischcomputersysteme (einschließlich Arbeitsplatzrechner und Server mit Desktopanbindung) sollten mit Standardmaus, -tastatur und
-monitor konfiguriert sein.
•
Bei Notebook-Computern und Tablet-Computern sollten alle mit dem System ausgelieferten Zubehörteile einbegriffen sein; eine gesonderte Tastatur oder Maus ist
nicht erforderlich, wenn die Geräte mit einem integrierten Zeigegerät oder Digitalisierer ausgerüstet sind.
•
Bei Notebook-Computern und Tablet-Computern sollten sämtliche vorhandenen
Batteriepacks für die Prüfungen entfernt werden. Im Fall von Systemen, bei denen
der Betrieb ohne eingelegtes Batteriepack von der Konfiguration her nicht zugelassen ist, kann die Prüfung mit eingesetzten, voll aufgeladenen Batteriepacks durchgeführt werden, wobei sicherzustellen ist, dass die betreffende Konfiguration bei
den Prüfungsergebnissen festgehalten wird.
•
Die Stromversorgung von Funkzubehörteilen sollte für alle Prüfungen ausgeschaltet sein. Dies gilt für drahtlose Computernetzadapter (z.B. 802.11) oder für Funkprotokolle für die Kommunikation zwischen funkbetriebenen Geräten.
6. Im Falle von Computern mit externen Anzeigegeräten (die meisten Tischcomputer):
Die Stromsparvorgaben des Bildschirms so einstellen, dass der Bildschirm sich nicht
ausschaltet, damit er während der Gesamtdauer der nachfolgend beschriebenen Prüfung im Idle-Modus eingeschaltet bleibt.
Im Falle von Computern mit integriertem Bildschirm (Notebook-Computer, TabletComputer und integrierte Systeme): Die Stromsparvorgaben des Bildschirms so einstellen, dass er sich nach einer Minute ausschaltet.
33
Prüfung im Standby-Modus
7. Computer herunterfahren und in den Standby-Modus versetzen. Nach Beendigung des
Vorgangs ist eine Messung über eine Dauer von 5 Minuten durchzuführen. Jede Sekunde sollte ein Messwert erhoben und aufgezeichnet werden. Nach der Messung ist
der Durchschnittswert (arithmetische Mittel) für den Zeitraum zu ermitteln.
Prüfung im Idle-Modus
8. Den Computer einschalten und die Zeitmessung starten, entweder beim Einschalten
des Computers oder unmittelbar nach einem für das vollständige Hochfahren des Systems erforderlichen Login-Vorgang. Nach dem Einloggen und wenn das Betriebssystem vollständig geladen und betriebsbereit ist, alle geöffneten Fenster schließen, so
dass auf dem Bildschirm die Standardoberfläche des Betriebssystems oder eine
gleichwertige Betriebsbereitschaftsanzeige zu sehen ist. Genau 15 Minuten nach dem
Hochfahren oder Einloggen das Messgerät so einstellen, dass es mit der Aufzeichnung tatsächlicher Leistungswerte in Intervallen von einer Messung pro Sekunde beginnt. Leistungswerte während fünf Minuten aufzeichnen und den Durchschnittswert
(arithmetisches Mittel) für diesen Fünf-Minuten-Zeitraum ermitteln.
Prüfung im Ruhemodus
9. Nach Abschluss der Messung im Idle-Modus wird der Computer in den Ruhemodus
versetzt. Anschließend erfolgt eine Messung über 5 Minuten. Jede Sekunde sollte ein
Messwert erhoben und aufgezeichnet werden. Nach der Messung ist der Durchschnittswert (arithmetische Mittel) für den Zeitraum zu ermitteln.
7.3
Monitore
Nachfolgend wird das Prüfvorgehen für Monitore entsprechend des EU Energy Star beschrieben. Die genauen Prüfspezifikationen sind dem Anhang C der aktuellen Energy Star Spezifikation für Bürogeräte zu entnehmen.
Prüfvorgehen:
Prüfung Ein-Zustand
1. Verbinden Sie das zu prüfende Gerät mit der Netzsteckdose oder Stromquelle und
dem Prüfgerät. Bei Computerbildschirmen, die mit externem Netzteil geliefert werden,
muss die Prüfung mit diesem externen Netzteil erfolgen (nicht mit einem ReferenzNetzteil).
2. Schalten Sie das Prüfgerät ein und regeln Sie die Netzspannung und Netzfrequenz der
Stromquelle.
3. Überprüfen Sie den normalen Betrieb des zu prüfenden Geräts und setzen Sie sämtliche einstellbaren Werte auf die Werkseinstellungen zurück.
34
4. Versetzen Sie das zu prüfende Gerät entweder mit der Fernbedienung oder mit dem
Ein/Aus-Schalter am Gehäuse des Geräts in den Ein-Zustand. Warten Sie, bis das zu
prüfende Gerät seine Betriebstemperatur erreicht hat (etwa 20 Minuten).
5. Stellen Sie den richtigen Anzeigemodus ein.
Bei Bildschirmen mit Kathodenstrahlröhre (CRT) wird das Bildformat auf die bevorzugte Standardeinstellung mit der höchsten empfohlenen Auflösung für eine Wiederholrate von 75 Hz gesetzt. Dabei ist eine Bildelement-Aufbauzeit gemäß VESA Discrete
Monitor Timing (DMT) Standard oder einem neueren Industriestandard zu verwenden.
Der CRT-Bildschirm muss in dem geprüften Bildformat alle vom Hersteller angegebenen Qualitätsspezifikationen einhalten. Bei LCD-Bildschirmen und anderen Anzeigetechniken mit festen Bildpunkten wird das native Bildformat eingestellt. Die LCDBildwiederholrate wird auf 60 Hz gesetzt, es sei denn, der Hersteller empfiehlt ausdrücklich eine andere Wiederholrate, die dann zu verwenden ist.
6. Stellen Sie Dunkelkammerbedingungen her.
7. Stellen Sie die Bildgröße und Leuchtdichte ein. Nach der Einstellung der Leuchtdichte
werden keine Dunkelkammerbedingungen mehr benötigt.
8. Stellen Sie den Messbereich des Leistungsmessgeräts ein. Der obere Wert des gewählten Messbereichs, multipliziert mit dem Scheitelfaktor des Messgeräts muss größer sein als der auf dem Oszilloskop angezeigte Höchstwert.
9. Warten Sie, bis sich die Messwerte des Leistungsmessgeräts stabilisiert haben und lesen Sie dann vom Leistungsmessgerät die tatsächliche Leistungsaufnahme in Watt
ab. Die Messung gilt als stabil, wenn sich der Wattwert über einen Zeitraum von drei
Minuten nicht um mehr als 1 % verändert. Siehe Abschnitt II.D.1 Buchstabe e, Leistungsmessprotokolle.
Ruhezustand (Netzschalter ein, kein Bild)
10. Nach Abschluss der Prüfung im Ein-Zustand versetzen Sie den Computerbildschirm in
den Ruhezustand. Schalten Sie alle Prüfgeräte ein und stellen Sie deren Betriebsparameter richtig ein.
11. Belassen Sie den Computerbildschirm im Ruhezustand, bis sich die gemessene Leistungsaufnahme stabilisiert hat. Die Messung gilt als stabil, wenn sich der Wattwert über einen Zeitraum von drei Minuten nicht um mehr als 1 % verändert. Bei der Messung
im
Ruhezustand/
Stromsparzustand
bleibt
das
EingangsSynchronisierungssignal (input sync signal check cycle) unberücksichtigt.
12. Die Messdauer muss ausreichend lang sein, damit der korrekte Mittelwert bestimmt
werden kann (d. h. keine Spitzen- oder Momentwerte). Verfügt das Gerät über mehrere, manuell wählbare Ruhezustände, so erfolgt die Messung in dem Ruhezustand mit
dem höchsten Energieverbrauch. Erfolgt eine automatische Umschaltung zwischen
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den Ruhezuständen, so muss die Messdauer ausreichend lang sein, damit der tatsächliche Mittelwert für alle Ruhezustände bestimmt werden kann.
Schein-Aus-Zustand (Netzschalter aus)
13. Nach Abschluss der Prüfung im Ruhezustand versetzen Sie den Computerbildschirm
in den Schein-Aus-Zustand. Gibt es nur einen Netzschalter (d. h. entweder einen
Standby-Schalter oder einen echten Netzschalter), betätigen Sie diesen; gibt es zwei
Netzschalter (einen Standby-Schalter und einen echten Netzschalter), betätigen Sie
den Standby-Schalter. Schalten Sie alle Prüfgeräte ein und stellen Sie deren Betriebsparameter richtig ein.
14. Belassen Sie den Computerbildschirm im Schein-Aus-Zustand, bis sich die gemessene Leistungsaufnahme stabilisiert hat. Die Messung gilt als stabil, wenn sich der Wattwert über einen Zeitraum von drei Minuten nicht um mehr als 1 % verändert. Bei der
Messung im Schein-Aus- Zustand bleibt das Eingangs-Synchronisierungssignal (input
sync signal check cycle) unberücksichtigt.
15. Protokollieren Sie die Prüfbedingungen und die Messdaten. Die Messdauer muss ausreichend lang sein, damit der korrekte Mittelwert bestimmt werden kann (d. h. keine
Spitzen- oder Momentwerte).
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