ETH-Spin-off kämpft gegen Standby-Verbrauch Goodbye Standby

Autor / Redakteur: Dr. Benedikt Vogel / Silvano Böni

Auch wenn Elektrogeräte nicht in Betrieb sind, brauchen sie Strom. Die Standby-Verbräuche sind zwar gering, kumulieren sich aber zu beträchtlichen Mengen. Ein Spin-off der ETH Zürich hat nun aber eine Technologie entwickelt, mit der sich der Standby-Verbrauch praktisch eliminieren lässt.

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Auch wenn Elektrogeräte nicht in Betrieb sind, brauchen sie Strom. Ein ETH-Spin-off kämpft nun aber dagegen an.
Auch wenn Elektrogeräte nicht in Betrieb sind, brauchen sie Strom. Ein ETH-Spin-off kämpft nun aber dagegen an.
(© grapestock - Fotolia)

Elektrische Haushaltsgeräte sind in aller Regel dauerhaft mit dem Stromnetz verbunden – und verbrauchen auch dann Strom, wenn sie nicht in Betrieb sind. Dieser Standby-Verbrauch beträgt zwar in der Regel wenige Watt oder sogar nur Bruchteile davon. Doch über lange Zeiträume summieren sich die Kleinstverbräuche zu beträchtlichen Strommengen. Im vergangenen Jahr hat sich eine Studie im Auftrag des Bundesamts für Energie dieser Problematik gewidmet und ein «erhebliches Einsparpotential» ermittelt. Durch Eliminierung von Standby-Verlusten liessen sich demnach 810 GWh einsparen, immerhin 1,4 Prozent des Schweizer Gesamtstromverbrauchs; nicht einbezogen in diese Untersuchung wurden grosse Haushaltsgeräte wie Backöfen, Kochherde, Kühlschränke, Steamer, Waschmaschinen oder Tumbler, da sie fest am Netz angeschlossen und durch den Verbraucher kaum beeinflussbar sind. Grosses Einsparpotential hat die Studie bei Informations- und Kommunikationsgeräten (Set-Top-Boxen, Modems, PCs, Heimdrucker und Gamekonsolen) ausgemacht, aber auch bei Stereoanlagen, Video- und DVD-Recordern sowie älteren TV-Geräten.

Standby-Verluste entstehen, wenn Elektrogeräte nicht gebraucht werden. Hier zu sparen scheint attraktiv, weil damit keine Komfortverluste verbunden sind. Allerdings wäre die Empfehlung, nach jedem Gebrauch eines Geräts einfach den Stecker zu ziehen, nicht praktikabel. Stattdessen hilft nun möglicherweise die Technik weiter. Auf diesem Weg ist es schon in der Vergangenheit gelungen, die Standby-Verbräuche insbesondere bei batteriebetriebenen Geräten zu senken. Die Smart Home Technology GmbH, ein 2014 gegründetes Spin-off der ETH Zürich, hat eine Technologie entwickelt, mit der sich Standby-Verluste praktisch eliminieren lassen. Mit dem neuen Modul lässt sich der Standby-Verbrauch eines Haushaltsgeräts von typischerweise 1 bis 15 Watt auf 0,005 Watt reduzieren. Nach den Vorgaben der Internationalen Normierungsorganisation IEC darf ein so niedriger Wert als «Zero Standby-Verbrauch» bezeichnet werden.

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Ideenschmiede an der Limmat

Die Smart Home Technology GmbH hat ihren Sitz in Zürich-Höngg unweit der Limmat. Die Räumlichkeiten sind eine Mischung aus Büro und Werkstatt: Mitten im Raum sind Computer-Arbeitsplätze in zwei Reihen angeordnet. Den Wänden entlang stehen Regale und Schubladen voller Kabel und Leuchtkörper. In der Ecke befindet sich ein Laserschneid- und -beschriftungsgerät. Wenn Firmengründer Felix Adamczyk über seine Arbeit berichtet, kommt er einem vor wie ein umtriebiger Daniel Düsentrieb. Er zaubert eine selbst entwickelte LED-Leuchte aus einer Schublade, die ohne Elektronik im Sockel auskommt. In einem Regal befindet sich eine Plastikkiste voller Stromschalter, die Adamczyk für eine österreichische Herstellerfirma so aufgerüstet hat, dass sie per Smartphone aus der Ferne geschaltet werden können.

Felix Adamczyk erzählt, erklärt Details, erläutert Vorzüge. Nur bei dem fingernagelgrossen Bauteil, das den Standby-Verbrauch verschwinden lässt, da gibt er sich dann zugeknöpft. Immerhin so viel: Das Modul sei ein spezielles Netzteil, sagt er, mit effizienter Mikroelektronik ausgerüstet, welche die Herausforderung meistert, die hohe Spannung aus der Steckdose (Wechselstrom) in die niedere Gleichspannung fast verlustfrei umzuwandeln, geeignet für jedes Elektrogerät in Haushalt und Büro. Technische Einzelheiten möchte er nicht verraten, und auch Fotos sind nur von der unverfänglichen Rückseite erlaubt, die keine Geheimnisse preisgibt. Der Patentschutz sei zwar beantragt, aber noch nicht in Kraft, begründet Adamczyk seine Zurückhaltung. Dass das Modul funktioniert, daran lässt der 30-jährige Jungunternehmer keinen Zweifel: «Das hat ein Proof of concept im Labor bewiesen.»

Einsparpotential

Felix Adamczyk hat an der ETH Zürich und gleichzeitig am deutschen Fraunhofer Institut (ITWM Kaiserslautern) Elektrotechnik studiert. Seine 2014 am Institut für Leistungselektronik der ETH Zürich fertiggestellte Masterarbeit enthält die Grundlagen der Technologie, mit der sich Standby-Verbräuche verbannen lassen. Insbesondere für diese neuen Energiespartechnologien wurden Adamczyk und das fünfköpfige Team der Smart Home Technology GmbH mit dem Impact Hub Fellowship Energy-Cleantech ausgezeichnet – ein einjähriges Förderprogramm für Start-ups mit innovativen Geschäftsideen im Energiebereich. «Das Programm soll die Gewinnerteams unterstützen, ihre Produkte auf geeignetem Weg näher an den Markt zu bringen», begründete Dr. Josef Känzig, Programmleiter Wissens- und Technologietransfer beim BFE, die Auszeichnung im Namen der Jury.

Die Zero-Standby-Power-Technologie hat bei der Kommerzialisierung gewisse Hürden zu überwinden. Zwar ermöglicht die Technologie nach Darstellung ihrer Promotoren erhebliche Einsparungen – sie beziffern das theoretische Einsparpotential auf 20 bis 200 CHF pro Jahr, je nach Haushalt, Anzahl und Alter der Geräte und Strompreis. «Ein Hersteller beispielsweise einer Kaffeemaschine hat aber leider wenig Anreiz, unsere Stromspar-Technologie einzubauen, die seine Geräte verteuert. Denn zum einen liegt der finanzielle Gewinn aus den Einsparungen beim Endkunden, zum anderen sind die Einsparungen beim einzelnen Elektrogerät dann doch zu gering, als dass sie die Kosten unseres Zero-Standby-Power-Moduls aufwiegen würden», sagt Adamczyk. Der Firmengründer illustriert seine Überlegung am Beispiel des ferngesteuerten Lichtschalters, den er entwickelt hat: Würde der Lichtschalter mit dem Zero-Standby-Power-Modul ergänzt, dann könnte der Standby-Verbrauch von 1 Watt eliminiert werden. Die Einsparung sei indes so gering, dass sie erst nach vier Betriebsjahren amortisiert wäre.

Energieeffizientes Internet of Things

«Vor diesem Hintergrund setzen wir bei der Kundenansprache nicht auf das Thema Energieeffizienz, sondern positionieren uns am Markt als Technologieunternehmen für das Internet of Things», sagt Adamczyk. Die Idee dabei: Das Internet of Things (IoT) betrifft praktisch alle Hersteller von Elektrogeräten und könnte in dieser Branche für den nächsten Innovationsschub verantwortlich sein. Daher dürfte es zielführend sein, die Hersteller auf diesem Weg anzusprechen, um anschliessend die Zero-Standby-Power-Technologie bei neuen IoT-Anwendungen zum Einsatz zu bringen, so Adamczyks Überlegung. Der Chef des Start-ups nennt beispielhaft ein industrielles Einsatzgebiet von IoT: Bei Backöfen in Grossküchen können dank Übermittlung der einschlägigen Betriebsdaten an die Wartungsexperten nahende Defekte frühzeitig erkannt und Wartungsarbeiten vorbeugend durchgeführt werden.

Im Internet der Dinge setzen sich Low-Power-Technologien zur Datenübertragung mehr und mehr durch. Adamczyk möchte im Rahmen dieser Technologien die Stromversorgung und Kommunikationskonzepte der IoT-Kommunikationsgeräte mit Zero-Standby-Power ergänzen – und damit einem stromsparenden IoT zum Durchbruch verhelfen. Zurzeit ist sein Unternehmen auf der Suche nach Kunden für Pilotprojekte. Angesprochen sind industrielle Hersteller, die energieeffiziente Lösungen suchen, um beispielsweise neue Regulierungen erfüllen zu können oder um bei batteriebetriebenen Systemen den Batteriewechsel praktisch überflüssig zu machen. Um zu verhindern, dass mit der rasanten Zunahme an vernetzten Geräten der Energieverbrauch zu stark ansteigt, werden einige Standby-Grenzwerte in den nächsten Jahren vermutlich abgesenkt werden. Gute Lösungen von Geräteherstellern und findigen Start-ups sind gefragt. SMM

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