關左電器重會著燈既

節約能源為環保之本


家庭電器的待機電力發展趨勢


在全球重視環保的潮流下，
如何針對產品別加以管制或改善以促使有效的降低待機耗損電力，
已是目前先進國家或地區共同追求的目標。


■文／方志行、謝文考 工研院能資所工程師


近年來，隨著經濟成長，家庭電器數位化及網路化的普及，外加舒適性的訴求，資訊家電產品不斷地推陳出新，越來越多的家庭電器追求人性化需求，以具備遙控、顯示、定時、觸控與保溫等功能處於待機反應，以能隨時因應使用者需求，如利用遙控器啟動系統，於此待機狀態下系統也要消耗電力，此即所謂「待機電力」（standby power）。雖然單一電器產品在待機模式下耗電量不大，但長久下來累積及多樣性電器產品之乘積，其耗損的電量亦將相當可觀，因此，待機電力占總耗能比重愈來愈多，也造成了大量的能源浪費與CO2的排放，以致待機電力耗能為國際間所重視。
因此，如何針對產品別加以管制或改善以促使有效的降低待機耗損電力，乃是目前先進國家或地區共同追求的目標。尤其2005年4月13日歐洲議會二讀通過「耗能產品生態設計指令」，明訂相關產品待機電力耗能，不符合其所屬產品別之耗能標準執行措施要求時，相關國家得禁止其銷售，此舉將會從過去製造者自願性的降低待機電力進入強制限制的時代。
據統計顯示，待機電力約占國際經濟合作暨發展組織國家（OECD）家庭消耗電力的3至13%，降低待機電力已不僅意味著消費者節省用電開支，而更直接的減少了能源浪費和環保壓力，因此，歐美等發展國家紛紛制訂相應的政策和措施來限制和降低待機耗能；2000年在國際能源總署（IEA）的推動和倡導下，提出「1瓦計畫」用10年時間將全球大部分電庭電器產品待機耗能降到1瓦。以目前國內而言，家庭全年待機電力消耗量約37億度，折算電費約90億餘元。其中電視機、DVD、錄放影機、音響、冷氣機等擁有率或單機待機電力較高的產品，合計更高達待機電力總量的一半左右，家庭待機電力量約占住宅用電的9.36%，約接近一成之電量；面臨著能源供應、京都議定書之要求及對產品功能不斷要求，待機耗能問題也有可能成為另一項制約我國產品出口的非關稅壁壘。因此，期望家庭電器待機電力朝1瓦以下目標邁進，符合國際組織所提之相關待機電力規範與貿易訴求，將會促使製造廠商於功能提昇外，亦重視發展出具低待機耗能之家電產品。
人性化多機制的發揮
家庭電器中哪些類型之產品具有待機電力耗能，首先需對「待機電力」作一定義，即：「機器處於非使用狀況或等待某些輸入指令時，固定的功率消耗」，簡單的說，即是家用電器或設備在未執行其主要功能時，仍會耗電量的家用產品，其是處於等待訊號或顯示等狀態，分別可由如下各類型之特徵功能說明：
●具有觸摸式按鍵操作功能：如電子鍋、洗衣機、手提式收錄音機。
●具有電池充電功能：如手機充電器、無線電話充電器。
●具有連續數位顯示功能：如電磁爐、DVD放影機。
●具有遙控器控制功能：如電視機、冷氣機。
然而，數位化家電產品為迎合人性化多機制之功能，存有多種不同模式之「待機」形式，為進一步對家電產品標明之待機模式其所含之意義，定義說明如下：
斷電模式（off mode）：當產品或家用電器連接至電源時，但卻不產生任何聲音、圖像，傳輸或接收資訊，或是等待消費者切換至「開啟」時。如果該產品具有遙控，它無法經由斷電模式的遙控而甦醒。然而該產品會以斷電模式，執行某些內部功能（例如：記憶功能，外部多工通道濾波器），這些對於使用者而言，並不明顯。
被動待機（passive standby）：當產品或家用電器不執行其主要功能時，但卻準備就緒開啟（在大部分的情況下，配備遙控），或是執行某些輔助功能（例如：具備顯示器或時鐘）。當該家用電器尚未充電時，這種模式也應用於針對以電池作用設備的供電（當從基站切斷電源時，打算要使用的可攜式家用電器）。


2008-09-02 11:11:50 補充：
主動待機（active standby）：當操作方式涉及某些家用電器驅動或運轉（如多功能影音光碟及雷射唱片播放裝置）時，主動待機最適用於桌上型磁帶錄影機及某些身歷聲裝置設備。主動待機是當該家用電器開啟，但卻未執行其主要功能時。舉例而言，桌上型磁帶錄影機可能開啟，但卻未播放或錄製。當該家用電器已經充電時（不同的輔助模式），這種模式也應用於針對以電池作用設備（可攜式家用電器）的供電。
延遲啟動（delay active）：該項特性在現今對於許多重要家用電器而言，頗為常見。

2008-09-02 11:12:09 補充：
基本上，該家用電器能被程式化之後就開始作用；在某些情況下，甚至長達24小時之久。家用電器維持在該模式下，不處於主動待機，也不處於被動待機，因此，決定將這種模式當作個別種類來量測。該模式對於耗電量的影響，主要還是由消費者的行為來決定。
國內待機電力耗能現況

2008-09-02 11:12:20 補充：
為了解國內待機電力耗能現況，工研院能資所於2004年9月初步進行全家待機電力量測（Whole House Measurements）推估，依不同年所得之家庭選定4個家庭進行家庭量測，量測時之環境及設備以符合IEC62301-2004草案要求。各家庭量測之電器數、待機電力總量、每月平均使用電量及待機電力與平均使用電量之百分比等如所示，最高待機電力占全年使用電力的19.3%，最低待機電力耗能占全年使用電力的10.2%，平均待機電力占全年使用電力約為15.8%。

2008-09-02 11:12:47 補充：
另外，為進一步瞭解家電產品平均在家庭待機電力耗能分布百分比，於此依Bottom up Measure-ments推估方法，首先需確認家用電器擁有率及待機時間，利用北中南5所學校有效問卷1,300份調查結果（2005年6月），由示出所選定之34種家用電器在5所學校個別及其平均之擁有率，由圖中看出城鄉差距非常小。

2008-09-02 11:12:56 補充：
為各電器在各校調查家庭個別及平均之待機時間，依據擁有率較大者篩選出電器之待機電力、擁有率、全年待機時間及各單機電器產品之耗能，得出如所示之平均一家之待機電力耗能，由表中可看出平均全年一家待機電力約為477.13kWh，各相關電器全年待機電力占家庭待機電力耗能百分比如所示。若以全國家庭用戶約795萬戶，家庭用電約395億度，可換算得待機電力約占家庭用電之9.59%。
家庭電器待機電力類型

2008-09-02 11:13:12 補充：
家庭電器產品類型大約可分為3類，第一類為on/off形的產品，其off時的狀態所消耗的電源為0W或無載態時所消耗功率小於0.1W。第二類為待機型的產品，此項產品仍具有on/off的功能，並存待機特定功能。第三類網路型的產品，採分散式電源供電，利用網路通訊達到集中及分時之待機電力之電源管理為控制目標。
是on/off形式產品架構，其性能以開關來決定電器動作，on時消耗電力，off狀態待機電力耗能幾為零，其相關產品如照明器具、電扇等。

2008-09-02 11:13:31 補充：
自從1970年代起微處理器數位化控制功能加入，電器產品即開始附有遙控器、接收與顯示等機能，此機能運轉電力為必要，視為第二類型待機產品，此控制電力大致為數mW，為了獲得此數mW而電源部即成為動作狀態，如所示將電源部加入5至20V電壓降轉換，提供處理器與功能需求電力，此時分別於電源部之變壓器、處理器與各待機負荷等電力損耗，當電器處於待機狀態合計將會有1至10W的基本待機時損耗。

2008-09-02 11:13:51 補充：
由於多功能之數位產品種類增多，根據國際能源總署（IEA）之推估，待機電力消耗在2000年達到最高峰，但因各國之政策、宣導及製造商的努力配合之下，待機電力之問題將獲得控制而不繼續升高。近年來、廠商為了降低待機電力而採用高效率切換式電源技術、高效率零組件與系統功能及控制電路改善，如所示將控制所必要之微小電力，以小變壓器轉換之輔助電源供給，主電源於待機時為關閉將而減少主電源待機損失，現電視機、音響組合等家電產品即有採如此之架構。

2008-09-02 11:14:05 補充：
家庭網路化漸漸走入人類生活中，電器網路化亦成為未來發展趨勢，各電器產品等待網路訊息的控制，亦為另外一種待機損耗，若此網路控制與各電器產品之待機功能，能整合於伺服系統整體能源控制，採最佳順序之電源管理進而可改善電器產品待機電力損耗，如示出網路型電器產品電源控制架構，利用網路通訊經由乙太網路電源供電之電源管理，使各電器產品操作如on/off模式，此時各電器產品之待機電力損耗趨進為零，然為達到家庭網路化控制功能，其伺服系統與網路閘道器（gateway）存有額外相當大之待機電力之損耗，

2008-09-02 11:14:19 補充：
如智慧匯流排（EIB）控制技術之匯流排系統（bus system），需要25~30W之待機時消費電力，此為不可避免之損耗，為降低此部份損耗，可考慮盡可能減少網路組合減少匯流排待機電力，同時發展具低待機電力之網路系統。
低待機電力將逐漸普及
數位化與網路化的家庭生活是為必然發展趨勢，其電器設備待機電力耗能相對有增加的傾向，以目前家庭待機電力為477kWh/年每家推估，因家電產品之數位化與網路化替換，待機電力的能源消耗占總耗能的比重將愈來愈多，為改善此待機電力能源耗損，規範家庭電器產品待機能耗降到1瓦以下，

2008-09-02 11:14:45 補充：
是目前國際因應待機電力節能主要措施，同時教育消費者對電器產品於不用時儘量將插頭拔掉，並在購買電器時選擇低待機電力耗能的產品，使降低待機電力成為普世之概念，則家電製造廠將朝開發低待機電力耗能產品而努力，當低待機電力之電器產品普及於各家庭裡，則整體家庭待機電力損耗進而達到改善。

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