Certifikace 80 Plus: proč připlatit za kvalitní zdroj?

V době, kdy se spotřeba jednotlivých komponentů nebezpečně zvyšuje, začíná se hledět na každý ušetřený „kousíček“ elektrické energie. Program 80 Plus se zaměřuje na integraci elektricky úsporných zdrojů do osobních počítačů a serverů. Certifikace 80 Plus zaručuje, že počítačové zdroje mají účinnost větší jak 80 % při své 20%, 50% a 100% nominální zátěži. Všechny certifikované výrobky snadno poznáme podle jedinečně výstižného loga.

Benefity

• menší tepelné vyzařování
• ušetřené náklady za energii
• menší náklady na údržbu
• možnost zapojení více počítačů na jeden okruh

Tepelné vyzařování

Vysoká účinnost sebou ruku v ruce také přináší nižší tepelné vyzařování. To se námzejména hodí, chceme-li tichý počítač. Méně hřející komponenty můžeme chladit pasivně nebo za pomoci tichých, pomaloběžných ventilátorů.

Menší tepelné vyzařování je také výhodné zejména u zdrojů vyšších výkonů. Např. u zdroje se 75% účinností, který bude dodávat do zátěže (počítače) výkon 400 W, se musí ze sítě dodat 500 W elektrické energie. Rozdíl 100 W se spálí v řídících obvodech zdroje a většina se přemění v teplo. Čím více energie se přemění v teplo, tím více se zdroj ohřívá. Při nejhorších situacích se může zdroj přehřát nebo rovnou shořet. Kvalitnější, hlavně dražší zdroje v sobě mívají zabudovanou ochranu proti přehřátí, ale i tak nám mohou narušit efektivitu práce tím, že se vypnou a my tak přijdeme o naši rozdělanou práci. U serverů, které jsou v klimatizovaných místnostech, se tak může ušetřit na klimatizaci. Nízká teplota polovodičových součástek přispívá k jejich větší životnosti. Méně hřející zdroje mají větší životnost.

Náklady na elektřinu

Počítačové zdroje část přijaté energie přemění na užitečnou energii a část na teplo. Ideální 100% účinnosti nelze dosáhnout z fyzikálních omezení (odpor vodičů, cívek;úbytku na sepnutých tranzistorech, řídících obvodech;...). Vhodným návrhem zdroje a správně zvolenou topologií se však můžeme této ideální hranici pokusit co nejvíce přiblížit. Dnešní zdroje mají účinnost od 70 % do 95 %, jak jsme se mohli dočíst v dřívějších testech zdrojů.

Vliv účinnosti na naši peněženku budu demonstrovat na 3 příkladech. Každý příklad je počítán pro 8 hodinový provoz při konstantní zátěži každý den. V tabulkách je spočítáno, kolik zaplatíme za energii, kterou zdroje přemění v teplo. Počítáno pro cenu 3,50 Kč/kWh.

První tabulka je počítána pro konstantní odběr 150 W

Z tabulky je jasně vidět,že účinnost o 5 % větší nám za rok sníží výdaje za elektřinu o 76,65 Kč. Toto je suma, která nikoho „nevytrhne“. 15% účinnost nám už ale ušetří 229,95 Kč a při tříletém provozu tj. 689,85 Kč. Za tuto sumu už se dá pořídit výkonově stejně dimenzovaný zdroj s tišším chodem a větší účinností. Odběr 150 W je typický pro kancelářské počítače, které většinou „výkonově nestárnou“, a proto se mohou používat klidně i více roků. Ve velké firmě by se tak kvalitnějšími zdroji v kancelářských počítačích dalo hodně ušetřit.

Druhá tabulka je počítána pro konstantní odběr 200 W

Při odběru zdroje 200 W nás o 15 % menší účinnost bude každý rok stát 306,60 Kč, za 2 roky zaplatíme 613,20 Kč navíc a po 3 letech dokonce 919,80 Kč.

Třetí tabulka je počítána pro konstantní odběr 300W

Lidé, mající silnější počítače s komponenty náročnějšími na napájení, by se rozhodně měli podívat do poslední tabulky. Za zdroj s účinností o 5 % nižší totiž budou muset každým rokem zaplatit o 153,30 Kč více, o 15% nižší účinnost vyjde na 459,90 Kč ročně navíc. Dvouletý provoz 919,80 Kč a tříletý 1379,70 Kč.

Pro zachování vysoké účinnosti je potřeba mít účiník (cos φ) větší jak 0,9. Zdroje bez PFC (powerfactorcorrection) mají účiník 0,5 až 0,6, způsobují rušení pomocí harmonických proudů a mohou způsobit přehřátí domovního vedení, zejména nepoužívají-li se v domě měděné dráty. Při použití PFC ovšem dochází k poklesu účinnosti během malého zatížení. Z tohoto důvodu mají zdroje splňující certifikaci 80 Plus naprosto přepracovaný obvod pro PFC.

Certifikované zdroje

Na oficiálních stránkách projektu je umístěn seznam všech výrobců spolu s jejich dosud certifikovanými zdroji. FSP Technology Inc. alias FSP Group má dosud certifikovaných 26 zdrojů, překonává ho jen SeasonicElectronics Co. s 30 zdroji. Ostatní výrobci většinou mají cca. 15 a méně zdrojů splňujících tuto specifikaci.

Každý model byl měřen zapojený v americké síti (115V/60Hz). Naměřené výsledky jsou v přehledné tabulce uloženy spolu s dalšími informacemi ve volně přístupném pdf dokumentu. Samozřejmostí je vypočtení účinnosti (η) zdroje pro každé měření.

Názorným příkladem může být Silencer610 od PC Power & Cooling. 20% zátěž odpovídá vstupnímu výkonu 151 W. Z těchto 151 W se do počítače dostane jen 123 W. Výslednou účinnost tedy vypočteme:

Obsahem každého dokumentu jsou také dva grafy. První obsahuje závislost vstupního výkonu (spotřebované energie) na výstupním výkonu (užitečné energie). Rozdíl těchto dvou hodnot vyjadřuje ztrátový výkon, přeměněný na teplo.

Druhý graf vyjadřuje závislost účinnosti zdroje na výstupním výkonu. Jak je vedeno na začátku článku, zdroje musí pro úspěšné absolvování testu mít větší jak 80% účinnost při dodávání 20%, 50% a 100% jejich nominálního výkonu.

Testované zdroje budou mít v evropské síti (231V/50Hz) ještě větší účinnost, než v americké. Od 20. července je navíc certifikace 80Plus nutná pro získání ještě věhlasnějšího certifikátu ENERGY STAR verze 4.0.

Zdroj: www.80Plus.org