Evaluierung der Messmethoden zur Bestimmung der Energieeffizienz anhand der Produktgruppe Videospielekonsolen

Abstract

In vielen Haushalten werden Spielkonsolen für die tägliche Unterhaltung verwendet. Sie tragen wie alle Konsumgüter zur Entwicklung von Treibhausgasen bei, vor allem durch einen eventuell ineffizienten Energieverbrauch, sodass die Europäische Union die Richtlinie 2009/125/EG vorgeschrieben hat. Die Richtlinie legt die Anforderungen für eine umweltgerechte Gestaltung von energieverbrauchsrelevanten Produkten im gemeinsamen Binnenmarkt fest. Ausgehend von dieser EU-Verordnung ist das Ziel der vorliegenden Arbeit, die Evaluierung der Messmethoden zur Bestimmung der Energieeffizienz anhand der Produktgruppe von Videospielkonsolen. Sind die Ziele der EU in Bezug auf die Senkung des Energieverbrauches der aktuellen Spielkonsolen realisierbar? Können die Hersteller bei der Gestaltung der Messmethoden nachbessern, um die Energieeffizienz signifikant zu verbessern? Um diese Fragen zu beantworten, werden als Grundlage die praktischen Ergebnisse bereits veröffentlichter Arbeiten und Studien der drei größten Produzenten Sony, Microsoft und Nintendo betrachtet und mit speziellen Messmethoden nach Verbesserungsmöglichkeiten gesucht. Dabei erfolgen die Messungen an den Spielkonsolen mit hochsensiblen Messgeräten, wobei hier die Messdaten der unterschiedlichen Messmethoden miteinander verglichen werden. Dadurch sollte auch herausgefunden werden, wieviel Einsparungspotential im Feld der Konsumgüter möglich ist. Um den Energieverbrauch der Videospielkonsolen besser zu verdeutlichen, werden die Daten dem Energieverbrauch anderer Elektrogeräte im Haushalt gegenübergestellt. Die Ergebnisse der Arbeit werden mit der Zielsetzung der EU-Richtlinie bewertet und dokumentiert. Es wurde mit zwei Leistungsmessinstrumenten evaluiert: dem Chroma 66205 und dem „Energy Logger 4000“ von Voltcraft. Die Messungen mit dem Chroma erfolgten im Labor und mit dem Voltcraft im Haushalt. Dabei wurden die Messungen in drei Betriebszuständen durchgeführt: Aus, Standby und Aktiv. Für die in den einzelnen Betriebsmodi erfassten Datensätzen ist eine Wiederholbarkeit mit allen Methoden gewährleistet. Die Chroma- und Voltcraft-Daten weisen in den Betriebszuständen Aus und Standby ähnliche Werte auf, wobei mit dem Voltcraft Langzeitmessungen durchgeführt werden müssen und die Chroma unabhängig von der Messdauer qualitative Daten liefert. Eine weitere Einschränkung bringt die Voltcraft beim genauen Erfassen der Leistungswerte im Player- und Streaming-Modus und vor allem im aktiven Spielbetrieb mit sich. Hier können nicht sämtliche Änderungen in der Leistungsaufnahme erfasst werden. Die Chroma hingegen ist in der Lage das dynamische Lastverhalten der Spielkonsolen zu erfassen und somit auch die passende Messdauer für den entsprechenden Betriebszustand der zu prüfenden Spielkonsolen zu evaluieren. Diese Erkenntnisse versetzen uns in die Lage die Chroma bei der Beurteilung der Energieeffizienz der Spielkonsole in den zu betrachtenden Betriebszustände der Voltcraft vorzuziehen. Dennoch zeigen beide Messverfahren verglichen mit den Studiendaten der Konsolenhersteller einen größeren Energieverbrauch. Dabei können die Hersteller bei der Ermittlung der Messdaten sämtliche Stromspitzen in allen Betriebszuständen berücksichtigen und vor allem bei der Gestaltung im Standby-Betrieb nachbessern. Denn nur so sind die Ziele der EU für eine umweltgerechte Gestaltung und die damit verbundene Senkung des Energieverbrauches der aktuellen Spielkonsolen realisierbar.

In many households, game consoles are used for daily entertainment. Like all consumer goods, they contribute to the emission of greenhouse gases, above all through possible inefficient energy consumption, so that the European Union has prescribed Directive 2009/125/EC. The guideline specifies the requirements for an environmentally friendly design of products relevant to energy consumption in the common internal market. Based on this EU regulation, the aim of this thesis is to evaluate the measurement methods for the determination of energy efficiency by means of the product group of video game consoles. Are the EUs goals in terms of reducing energy consumption of the current game consoles feasible? Can manufacturers improve the design of measurement methods to significantly improve energy efficiency? In order to answer these questions, the practical results of already published works and studies of the three largest producers Sony, Microsoft and Nintendo are considered as a basis and special measures for improvement are sought. The measurements on the game consoles are made with highly sensitive measuring devices, whereby the measured data of the different measuring methods are compared with each other. This should also reveal how much savings potential in the field of consumer goods is possible. In order to better illustrate the energy consumption of video game consoles, the data are compared with the energy consumption of other household appliances. The results of the work are evaluated and documented with the objective of the EU Directive. The evaluation was performed with two measuring instruments: the Chroma 66205 and the “Energy Logger 4000” from Voltcraft. The measurements with the Chroma took place in the laboratory and with the Voltcraft in the household. The measurements were carried out in three operating states: off, standby and active. The data records collected in the individual operating modes ensure repeatability using all methods. The Chroma and Voltcraft data have similar values in the Off and Standby modes. With the Voltcraft, long-term measurements have to be carried out and the Chroma delivers qualitative data independents of the measuring duration. A further limitation of the Voltcraft is the not exact recording of performance in player and streaming mode and especially in active game operation. Not all changes in power consumption can be recorded here. The Chroma, on the other hand, is able to record the dynamic load behavior of the game consoles and, thus, to evaluate the appropriate measurement duration for the corresponding operating state of the gaming consoles tested. These findings enable us to prefer the Chroma over Voltcraft for assessing the energy efficiency of the game console in the operating conditions under consideration. Nevertheless, compared to the study data of the console producers, both measurement methods yield a higher energy consumption. When determining the measured data, the manufacturers can take into account all current peaks in all operating states and improve the design in standby mode. Only in this way can the EU's goals for environmentally friendly design and the associated reduction in energy consumption from the current game consoles be realized.