スタンバイ電力

スタンバイ電力は、ヴァンパイア電力^[1]、ヴァンパイアドロー、ファントムロード、ゴーストロード、または漏電とも呼ばれ、電子および電気機器がどのように電力を消費するかを指します。同時に、それらはスイッチがオフになっている（ただし、いくらかの電力を消費するように設計されています）か、スタンバイモードになっています。これは、一部のデバイスが電子インターフェイスで「スイッチがオフになっている」と主張しているが、別の状態にあるためにのみ発生します。プラグをオフにするか、電源ポイントからプラグを抜くと、スタンバイ電力の問題を完全に解決できます。電源ポイントをオフにするだけで十分効果的です。すべてのデバイスを電源ポイントから外す必要はありません。そのようなデバイスの中には、ユーザーがリモートコントロールやデジタル時計の機能を備えているものもあります。

対照的に、接続されていない電子機器の電源アダプタなどの他のデバイスは、機能を提供しないまま電力を消費します (無負荷電力と呼ばれることもあります)。リモコン、デジタル時計機能、アダプタの場合は無負荷電力など、上記の例はすべて、電源ポイントをオフにするだけでオフにできます。ただし、電話などの内蔵バッテリーを備えた一部のデバイスでは、バッテリーを取り外すことでスタンバイ機能を停止できます。

これまで、待機電力は、ユーザー、電力会社、メーカー、政府規制当局にとって、主に問題ではありませんでした。21 世紀の最初の 10 年間で、この問題に対する認識が高まり、すべての関係者にとって不可欠なものとなりました。21 世紀の中頃まで、待機電力は機器 1 台あたり数ワットから数十ワットになることがよくありました。2010 年までに、ほとんどの先進国で、販売される機器の待機電力を 1 ワットに制限する規制が施行されました (2013 年からはその半分になりました)。

待機電力とは、機器や装置の電源がオフになっているときや、主な機能を実行していないときに消費される電力で、多くの場合、リモコンで起動されるのを待っています。この電力は、内部または外部の電源、リモコン受信機、テキストまたはライトディスプレイ、および電源がオフの場合でもデバイスが差し込まれているときに通電される回路によって消費されます。^[2]

この定義は技術的な目的には不十分ですが、正式な定義はなく、国際標準化委員会が定義と試験手順を策定中です。^[2]

この用語は、アクティブでないときでも継続的に少量の電力を使用する必要があるデバイスに対して、より緩い意味でよく使用されます。たとえば、留守番電話機は、電話を受けるために常に利用可能である必要があり、エネルギーを節約するために電源をオフにすることはできません。タイマー、電動サーモスタットなどもその例です。無停電電源装置は、保護するコンピューターの電源がオフになっている場合にのみ、スタンバイ電力を浪費すると考えられます。スタンバイ電力を適切に切断することは、最悪の場合、不便です。たとえば、電話を処理していない留守番電話機の電源を完全に切ると、役に立たなくなります。

これまでは消費電力を最小限に抑える取り組みはほとんど行われていませんでした。しかし、待機電力は目的に応じて消費されることがよくあります。

• これにより、遅延が発生することなく、デバイスの電源を非常に速くオンにすることができます (「インスタント オン」)。たとえば、CRTテレビ受信機 (現在は主にフラット スクリーンに置き換えられています) で使用されていました。この受信機では、小さな電流がチューブ ヒーターに流され、起動時に数秒の遅延が発生するのを回避していました。
• これは、リモート コントロール デバイスから赤外線信号または無線周波数信号が送信されたときに、機器が通常はスタンバイ モードから完全にオンのモードに変更することによって応答できるように、リモート コントロール レシーバーに電力を供給するために使用できます。
• スタンバイ電源は、機器をフルパワーに切り替えることなく、ディスプレイに電力を供給したり、時計を操作したりするために使用できます。
• 主電源に接続された電池駆動の機器は、電源がオンの状態でも完全に充電された状態を保つことができます。たとえば、携帯電話は電池の残量を使い切ることなく電話を受けることができます。
• これにより、人間の介入なしにデバイスを自動的にオンまたはオフにしてスタンバイ状態にすることができます (タイマーやWake-on-LANなど)。

待機電力のデメリットは、主に消費されるエネルギー（連続待機時の 1 ワットあたり年間約 9 kWh の電力を消費します）とそのコストに関係しています。1ワット イニシアチブを採用する前は、デバイスは 10 ワット以上を消費することが多かったです。

待機電力は、小型家電、セキュリティ システム、その他の小さな電力消費を含む、 家庭のさまざまな電気負荷の一部を占めています。米国エネルギー省は 2008 年に次のように述べています。

「多くの家電製品は、電源を切っても少量の電力を消費し続けます。これらの「ファントム」負荷は、VCR、テレビ、ステレオ、コンピューター、キッチン家電など、電気を使用するほとんどの家電製品で発生します。これは、家電製品のプラグを抜くか、電源タップを使用して電源タップのスイッチで家電製品への電力をすべて切ることで回避できます。」^[3]

古い機器の待機電力は機器1台あたり10～15Wにも達することがありますが^[4]、最新のHD 液晶テレビは待機モードで1W未満しか消費しません。機器によっては電源を切ると電力を消費しません。ワンワットイニシアチブを採用している多くの国では、2010年から新しい機器の消費電力を1W以下に、2013年には0.5W以下にすることを義務付けています。

ディスプレイ、インジケーター、リモコン機能などの機能に必要な電力は比較的小さいですが、そのようなデバイスの数が多く、常にプラグが差し込まれているため、1ワット規制以前は、さまざまな国の全電化製品の消費電力の8〜22％、または32〜87Wのエネルギーが消費されていました。これは、住宅全体の消費電力の約3〜10％でした。^[5] 2004年には、電子機器のスタンバイモードが英国の住宅全体の電力の8％を占めました。^[6] 2000年にフランスで行われた同様の調査では、スタンバイ電力が住宅全体の消費電力の7％を占めていることがわかりました。^[7]

2004年、カリフォルニア州エネルギー委員会は、ベビーモニターや歯ブラシ充電器など280種類の家庭用機器の標準的な待機時および動作時の電力消費量をまとめたレポートを作成しました。^[8]

2006年には、電子レンジ、CRT、VHSプレーヤーなどの一部の電子機器は、過去5年間に製造された機器よりも多くの待機電力を消費しました。^[9]

米国の平均的な家庭では、2019年に年間平均10,649kWhの電力が使用され、2008年の11,0​​40kWhから減少しました。^{[10] [11]}継続的に稼働しているデバイスが消費する電力1ワットあたり、年間約9kWh（1W×365.25日/年×24時間/日）を消費し、これは米国の年間家庭消費量の1000分の1弱です。スタンバイ電力を常に消費しているデバイスのプラグを抜くと、継続的な消費ワット数1ワットあたり年間9kWhの節約になります（米国の平均レートで年間1ドルの節約になります^[12]）。

セキュリティ システム、火災警報器、デジタル ビデオ レコーダーなどのデバイスは、正常に動作するために継続的な電力を必要とします (ただし、スタンバイ中の他のデバイスの電源を切るために使用される電気タイマーの場合は、実際に総エネルギー使用量が削減されます)。以下の「消費量の削減」セクションでは、スタンバイ電力の削減に関する情報を提供します。

スタンバイモードの機器からは火災の危険があります。特にテレビはスタンバイモードで火災が発生したという報告があります。^[13]

現代の半導体電子機器が開発される前は、テレビ受信機などの機器が、プラグを差し込んで電源を切った状態で発火することは珍しくなく、^[14]スタンバイ状態ではなく完全に電源を切った状態でも発火することがありました。現代の機器ではこのようなことは起こりにくくなりましたが、あり得ないわけではありません。古いブラウン管ディスプレイ機器（テレビやコンピューターのディスプレイ）は電圧と電流が高く、薄型LCDやその他のディスプレイよりも発火の危険性がはるかに高かったのです。

電気火災の原因となる要因には以下のものがあります。

• 湿気の多い環境
• 建物の配線に影響を及ぼす落雷
• 機器の経年変化 - 古い機器は安全性があまり考慮されておらず、劣化している可能性があります。

1 ワット イニシアチブは、国際協力を通じて、2010 年までに世界で販売されるすべての新しい電化製品のスタンバイ モードでの消費電力を 1 ワットに抑えることを目的として、1999 年にIEAによって開始されました。これにより、2010 年までに OECD 諸国だけで CO2 排出量が 5,000 万トン _{削減されます。}

2001年7月、ジョージ・W・ブッシュ米大統領は、連邦政府機関に対し「待機電力消費モードで1ワット以下の製品を購入する」よう指示する大統領令に署名した。 ^[15]

2007年7月、カリフォルニア州の2005年家電製品基準が発効し、外部電源の待機電力が0.5ワットに制限されました。^[16]

2010年1月6日、欧州委員会（EC）規則第1275/2008号が発効した。この規則では、2010年1月6日以降、家庭用およびオフィス用の電気・電子機器の「オフモード」およびスタンバイ電力は1Wを超えず、「スタンバイプラス」電力（再起動機能に加えて情報やステータス表示を提供する）は2Wを超えないことが義務付けられている。機器は、必要に応じて、主電源に接続されているときにオフモードまたはスタンバイモードで提供されなければならない。これらの数値は、2013年1月6日に半分になった。^[17]

以下の種類のデバイスはスタンバイ電力を消費します。

• 電圧変換用の変圧器。
• 電源がオフになっているデバイスに電力を供給する壁コンセント電源。
• 多くのデバイスには、ウォームアップの遅延なしにユーザーの操作に即座に応答する「インスタント オン」機能が備わっています。
• 一般的に使用されている LED ストリップや低電力の家庭用照明など。
• リモコンで起動できるスタンバイモードの電子・電気機器（一部のエアコン、テレビ受信機などの視聴覚機器など）
• 電源がオフの場合でも、電気タイマーなどを使用して一部の機能を実行できる電子および電気デバイス。最近のコンピューターのほとんどはスタンバイ電力を消費し、リモート ( Wake on LANなど) または指定された時間に起動できます。これらの機能は、必要がない場合でも常に有効になっています。電源を切断することで (背面のスイッチを使用する場合もあります)、機能が不要な場合にのみ電力を節約できます。
• 無停電電源装置（UPS）

その他のデバイスは、通常の機能に必要なスタンバイ電力を消費しますが、使用していないときに電源をオフにしても節約できません。これらのデバイスの場合、常時電力消費が最小限のユニットを選択することによってのみ電力を節約できます。

• コードレス電話と留守番電話
• デバイスを操作するタイマー
• セキュリティシステムと火災警報
• 変圧器駆動ドアベル
• プログラム可能なサーモスタット
• モーションセンサー、光センサー、内蔵タイマー、自動スプリンクラー

待機電力消費量は、一般的な機器の待機電力表を使用して推定できますが^[18]、同じクラスの機器の待機電力は非常に幅広く異なります（CRTコンピューターディスプレイの待機電力は、最小1.6 W、最大74.5 Wと記載されています）。総待機電力は、すべての機器をスタンバイ状態にして、その後切断した状態で家全体の電力を測定することで推定できますが^{[18] [19]}、この方法は不正確で、大きな誤差と不確実性が生じます。^[8]

スタンバイ中に無駄になる電力はどこかに流れていくはずで、熱として発散されます。デバイスがスタンバイ状態になってから一定温度に達するまで、デバイスの温度、つまり体感温度から、どれだけの電力が無駄になっているかがわかります。

ほとんどの家庭用アプリケーションでは、ワットメーターは、使用されるエネルギーの適切な指標と、スタンバイ消費量の指標を提供します。

電力計は電力を測定するのに用いられる。安価なプラグイン式電力計はエネルギーモニターとも呼ばれ、 10ドル程度から入手できる。家庭用の高価なモデルの中には、リモート表示ユニットを備えたものもある。米国では、電力計は地方電力当局^[20]や地方公共図書館から借りられることが多い。^{[21] [22]} 低交流電流や電力などそこから得られる量の測定精度は低いことが多いが、それでもこれらの機器は待機電力を示すものである^[23]。家庭用電力モニターの中には、誤差の対象となるパラメータ（測定しやすい電圧など）を指定せず、条件も付けずに、単に0.2%などの誤差数値を指定するものもある。^[24] 2010年頃から使用されている低待機電力（つまり数ワット未満）での測定誤差は、実際の値に比べて非常に大きな割合になる可能性があり、精度は低い。^[23]このようなメーターを改造して待機電力を読み取る方法については、すでに詳細に説明および議論されている（オシロスコープの波形と測定値を使用）。^[25]本質的には、負荷電流に比例した電圧を生成するために使用されるメーターのシャント抵抗器を、保護ダイオード付きの通常100倍大きい値の抵抗器に置き換える。改造されたメーターの読み取り値は抵抗係数（たとえば100）で乗算する必要があり、最大測定可能電力は同じ係数で減少する。

低電力測定が可能な（ただし、低電力測定用に特別に設計されているわけではない）専門機器では、通常、誤差はフルスケール値のパーセンテージ、または読み取り値のパーセンテージに固定量を加えた値であり、特定の制限内でのみ有効であることが明確にされています。

実際には、低電力レベルでの性能が悪いメーターの測定精度は、白熱電球などの固定負荷によって消費される電力を測定し、スタンバイデバイスを追加して消費電力の差を計算することによって改善できます。^[23]

安価な電力計は、低電流（電力）では大きな不正確さを生じる可能性があります。また、動作モードにより、他の誤差が生じることもよくあります。

• 負荷の反応性が高い場合、一部のメーターで表示される電力が不正確になることがあります。力率を表示できるメーターではこの問題は発生しません。
• 多くの AC メーターは、通常の AC 電力の正弦波波形に対してのみ意味のある読み取り値を提供するように設計されています。多くの電子機器で使用されているスイッチング モード電源の波形は正弦波から大きく離れているため、このようなメーターの電力読み取り値は意味をなさないことがあります。「RMS 電力」を読み取るように指定されているメーターには、この問題はありません。

低電力測定用に設計された実験室レベルの機器は、数百ドルからで、家庭用の単純なメーターよりもはるかに大きいが、これらの影響を受けずに非常に低い値まで電力を測定できる。有効電力の測定に関する米国IEC 62301の推奨事項では、0.5W以上の電力は2%の不確かさで測定しなければならないとされている。0.5W未満の測定は、0.01Wの不確かさで測定しなければならない。電力測定器の分解能は0.01W以上でなければならない。^{[8] [26]}

実験室レベルの機器でも、待機電力の測定には問題があります。電力を測定するために機器を接続する基本的な方法は 2 つあります。1 つは電圧は正しく測定しますが、電流は間違っています。比較的高い電流では誤差は無視できるほど小さいですが、待機電力に典型的な小さな電流では誤差が大きくなります。典型的なケースでは、100 mW の待機電力は 50% 以上も過大評価されます。もう 1 つの接続では、電圧の誤差は小さいですが、電流は正確で、低電力での誤差は 5000 分の 1 に減少します。高電力の測定を目的とした実験室用メーターは、この誤差の影響を受けやすい場合があります。^[27]もう 1 つの問題は、数ミリアンペアを測定できる非常に感度の高い範囲では、測定機器が損傷する可能性があることです。測定対象のデバイスがスタンバイ状態から抜け出して数アンペアを消費すると、保護されていないメーターが損傷する可能性があります。^[27]

• 
  スタンバイインジケーター
• 
  DC電源アダプター

一部の機器にはクイックスタートモードがあり、このモードを使用しない場合はスタンバイ電力が削減されます。ビデオゲームコンソールは電源を切った状態でも電力を消費しますが、適切なオプションを設定するとスタンバイ電力をさらに削減できます。たとえば、WiiコンソールはWiiConnect24とスタンバイ接続オプションをオフにすることで、18ワットから8ワット、さらに1ワットに減らすことができます。^{[28] [29]}

充電式バッテリーを搭載し、常に電源に接続されているデバイスは、バッテリーが完全に充電されていてもスタンバイ電力を使用します。掃除機、電気カミソリ、簡易電話などのコード付き電化製品はスタンバイ モードを必要とせず、コードレスの同等製品のようにスタンバイ電力を消費しません。

大きくて触ると温かくなる電源アダプタを備えた古いデバイスは、数ワットの電力を消費します。軽量で触っても温かくない新しい電源アダプタは、1 ワット未満の電力しか消費しない場合があります。

スタンバイ電力消費は、可能であれば、現在使用していないスタンバイ モードのデバイスのプラグを抜くか、完全に電源をオフにすることで削減できます。複数のデバイスを同時に使用する場合や、部屋に人がいるときだけ使用する場合は、不要なときに電源をオフにする 1 つの電源タップにデバイスを接続することができます。これにより、一部の電子機器、特に古い電子機器の構成設定が失われる場合があります。

タイマーを使用すると、使用されていないデバイスのスタンバイ電源を定期的にオフにすることができます。接続されたデバイスがスタンバイ状態になると電源をオフにするスイッチや、^[30]デバイスの電源がオンまたはオフになると他のコンセントのオン/オフを切り替えるスイッチもあります。スイッチはセンサーによって作動させることができます。ホームオートメーションセンサー、スイッチ、コントローラーを使用すると、より複雑な感知と切り替えを処理できます。これにより、制御デバイス自体がスタンバイモードの制御対象機器よりも少ない電力を使用する限り、電力の純節約が実現します。^[31]

一部のコンピュータでは、スタンバイ モードで電力を使用するコンポーネントをオフにすることで、スタンバイ時の電力消費を削減できます。たとえば、Wake-on-LAN (WoL)、^[32]「wake on modem」、「wake on keyboard」、または「wake on USB」を無効にすると、スタンバイ時の電力を削減できます。使用しない機能は、コンピュータのBIOSセットアップで無効にして、電力を節約できます。

2010年に、機器のリモコンを使って、電源タップに差し込まれたすべての機器の電源を完全にオフにできるデバイスが導入されました。英国では、これにより1年間でデバイスの価格を上回る30ポンドを節約できると主張されました。^[33]

エネルギーのユーザーや政府当局がエネルギーを無駄にしないことの必要性に気付くにつれて、機器の電気効率（無駄な熱ではなく機能を果たすために消費される電力の割合）にさらに注意が払われるようになり、これは待機電力を含む機器のあらゆる側面に影響を及ぼします。待機電力の使用は、回路設計に注意を払うか、技術を向上させることで削減できます。消費者向け電子機器を対象としたプログラムは、メーカーが多くの製品で待機電力の使用を削減するように促しました。待機電力を全体で 75% 削減することは技術的におそらく実現可能です。節約できるのは 1 ワット未満がほとんどですが、10 ワットに達する場合もあります。^[34]

例えば、2011年時点で市販のコンピュータはWake-on-LAN^{[アップデート]}スタンバイ状態で通常2～8ワットのスタンバイ電力を消費していましたが、より効率的な回路を設計することが可能でした。専用に設計されたマイクロコントローラは、システム全体の電力を0.5ワット未満に削減でき、マイクロコントローラ自体は42mWの電力を消費します。^[35]

• グリーンコンピューティング
• エネルギー貯蔵プロジェクトのリスト
• 低電力電子機器
• その他の電気負荷
• 寄生負荷
• ACアダプター
• 電気システムの損失

• スタンバイ電源ホームページ、ローレンス・バークレー国立研究所
• 公式Energy Starウェブサイト、Energy Star
• 待機電力に関する国際会議、インド・ニューデリー
• 「ファントムロード」
• EU諸国、待機電力使用量削減策を承認^[横領]