Der menschliche Energieverbrauch ist deutlich zu hoch. Die Belastung unserer Umwelt auf Grund des steigenden Energiebedarfs nimmt immer weiter zu und deutliche Zeichen für einen Klimawandel sind bereits zu erkennen. Im Interesse der nachfolgenden Generationen ist es daher sehr wichtig, dass wir schonender mit der Umwelt und den begrenzten Resourcen umgehen. Dies hat auch die Politik erkannt und normative Vorgaben erlassen.
VDI4707
Die Richtlinie VDI4707 beschreibt ein Zertifikat für die Energieeffizienz von Aufzügen. Hier wird die Energieeffizienz von Aufzügen von A bis G eingeteilt, ähnlich den Systemen, wie sie Verbraucher von Kühlschränken her kennen. Für die Ermittlung wurden viele Faktoren wie unterschiedliche Nutzungsbedingungen, Transporthöhen und Nennlasten berücksichtigt. Die VDI4707 ist somit ein einfacher Indikator für den Energiebedarf eines Aufzugs.
CANopen-Lift Energiemanagement
Bei Aufzügen ist der Energiebedarf zwischen Grundbedarf, Stillstandbedarf und Fahrtbedarf zu unterscheiden. Grundbedarf betrifft alle Geräte die jederzeit in Betrieb sein müssen, wie z. B. das Notrufgerät. Der Stillstandbedarf fällt an, während der Aufzug in einer Ruhephase auf Nutzer wartet. In der VDI4707 wird der Stillstandsbedarf eines Aufzugs 5 Minuten nach der letzten Fahrt ermittelt. Der Fahrtbedarf beschreibt schließlich den Bedarf während der Aufzug aktiv ist und die Türen öffnet bzw. schließt oder eine Fahrt durch den Schacht durchführt.
Der größte Energiebedarf (ca. 60%) von modernen Aufzügen fällt in Ruhezeiten an, also in Zeiten in denen der Aufzug nicht genutzt wird. Im Standard CANopen-Lift wurde ein komplexes Energiemanagementsystem integriert, um den Energiebedarf von Komponenten in Ruhephasen zu regeln. Somit lässt sich der Stillstandsenergiebedarf um bis zu 80% reduzieren.
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Sensorik
Um den Stillstandsbedarf eines Aufzugs reduzieren zu können, muss man Komponenten in Ruhe in Energiesparmodies versetzen oder ganz abschalten. Hierbei muss sicher gestellt werden, dass sich keine Nutzer in der Kabine befinden, wenn die Kabinenbeleuchtung abgeschaltet werden soll.
Durch die Auswertung vieler Sensordaten, die über den CAN-Bus des Aufzugs bereit stehen, kann mit Hilfe komplexer Algorithmen genau festgestellt werden, ob sich noch Nutzer in der Kabine aufhalten. Ist die Kabine leer, können das Kabinenlicht, Displays, Sprachansagen u. a. abgeschaltet werden. Somit bietet eine umfassende Sensorik die Möglichkeit, den Energiebedarf zu senken, ohne die Nutzung des Aufzugs einzuschränken.
Dynamische Rechenleistung
Der Energiebedarf von Mikroprozessoren hängt stark von der Taktfrequenz und der Auslastung der Prozessoren ab. Moderne Prozessoren bieten viele aktivierbare Energiesparmodie, um den Energiebedarf zu senken und die Wärmeentwicklung zu reduzieren. So können bei Mehrkernprozessoren ganze Rechenkerne in einen Schlafzustand versetzt werden, wenn aktuell nur wenige Berechnungen zu verarbeiten sind.
In den flexyPage-Displays werden moderne Quadcore-Prozessoren eingesetzt und die Software nutzt umfangreiche Energiesparfunktionen zur dynamischen Reduzierung des Energiebedarfs bis zur vollständigen Abschaltung nicht benutzter Kerne.
Diese Verfahren finden auch in aktuellen PCs und Notebooks Anwendung. Die Hersteller vertreiben die integrierten Verfahren unter verschiedene Marken-Bezeichnungen. Ob PowerNow!, Cool'n'Quiet oder die SpeedStep-Technik von Intel - all diese Verfahren nutzen ähnliche Funktionen zur Reduzierung des Energiebedarfs in Zeiten reduzierter Rechenleistung.
Prozessorarchitekturen
Bei der Energieeffizienz von Prozessoren spielen mehrere Faktoren eine Rolle z. B. die Prozessorarchitektur, der Fertigungsprozess, die Taktrate und integrierte Energiesparmodies. Die TDP (Thermal Design Power) gibt an, wieviel Energie der Prozessor unter maximaler Auslastung verbraucht. Bei Prozessoren vergleichbarer Leistung sollte dieser Wert möglichst gering ausfallen. Die Taktrate hat einen großen Einfluss auf den Energiebedarf des Prozessors. Manche Prozessorarchitekturen erlauben eine dynamische Anpassung der Taktrate. Der Fertigungsprozess bestimmt die Größe der Strukturen auf einem Chip. Je kleiner die Strukturen gefertigt werden können, um so weniger Energie geht in Form von Wärme verloren.
x86-Architektur
Die x86-Architektur ist eine Mikroprozessor-Architektur und der damit verbundenen Befehlssätze, welche unter Anderem von den Chip-Herstellern Intel und AMD entwickelt werden. Prozessoren mit einer x86-Architektur kommen in nahezu allen PCs und Notebooks zum Einsatz.
Monitore mit einer integrierten PC-Funktionalität werden als Panel-PCs bezeichnet. Diese verwenden meist Industriecomputer, die häufig mit Touchscreen ausgestattet sind und speziell auf eine Anwendung abgestimmt sind. Panel-PCs sind meist für den 24-Stunden-Betrieb ausgelegt und verfügen über eine hohe EMV-Verträglichkeit. Bisher wurden Panel-PCs überwiegend mit x86-Prozessoren ausgerüstet und es kamen darauf Standbetriebssysteme wie Windows CE zum Einsatz.
ARM-Architektur
ARM steht für Advanced RISC Machines. Die ARM-Architektur wurde 1983 von der britischen Firma Acorn entwickelt. Obwohl der Name außerhalb der IT-Fachwelt wenig bekannt ist, gehören Chips dieses Typs weltweit zu den meistverbreiteten Mikroprozessoren.
Im Vergleich zur Rechenleistung sind Prozessoren mit einer ARM-Architektur sehr energiesparend und haben damit einen relativ geringen Kühlbedarf. Daher werden diese Prozessoren nahezu in allen Smartphones und Tablett-PCs eingesetzt. Die neueste Generation der ARM-Prozessoren erreicht die Leistung der x86-Prozessoren und es gibt bereits erste Server mit ARM-Architektur.
In den flexyPage-Displays kommen ebenfalls leistungsfähige Quadcore-Prozessoren mit einer ARM-Architektur zum Einsatz. Daher sind die flexyPage-Displays ideal für den industriellen Einsatz geeignet. Auf Grund der geringen Abwärme kann auf eine aktive Kühlung verzichten, wodurch sehr kleine Baugrößen realisiert werden können.
Hintergrundbeleuchtung: CFL und LED
Moderne LEDs verbrauchen deutlich weniger Energie als ältere CFL-Röhren. Für die Hintergrundbeleuchtung in modernen Displays kommt heutzutage überwiegend LED-Backlights zum Einsatz. Sie bieten neben der hohen Energieeffizienz auch eine deutlich längere Lebensdauer. In Verbindung mit einer automatischen Helligkeitssteuerung und automatischer Abschaltung der Hintergrundbeleuchtung in Ruhephasen ergibt sich eine maximale Energieeffizienz.
ePaper
Das so genannte ePaper ist eine besondere Form von Displays. Es stellt die Eigenschaften von natürlichem Papier nach. Displays dieser Art leuchten nicht selbst, sondern reflektieren das einfallende Licht. Um unterschiedliche Farben darstellen zu können (zzt. nur weiss, schwarz und rot) werden kleine Kügelchen, die jeweils ein Pixel repräsentieren entsprechend ausgerichtet. Dazu muss nur kurzzeitig eine Spannung angelegt werden. Danach verbleiben die Kügelchen in diesem Zustand, auch wenn das Display vollständig abgeschaltet ist.Neben der Energieeinsparung durch eine fehlende Hintergrundbeleuchtung, entsteht somit auch zur Aufrechterhaltung des Geschriebenen kein Energiebedarf, sondern lediglich für Neuanordnung des Bildaufbaus. Das ePaper ist zzt. noch zu langsam, um dynamische Prozesse darstellen zu können.