Energie & Umwelt

Gadgets und Geräte energieeffizienter machen - Teil 1

Gadgets und Geräte energieeffizienter machen - Teil 1

In den letzten 50 Jahren wurden unsere Häuser zunehmend mit allen Arten von aktualisierten technologischen Geräten und Geräten gefüllt, von Smartphones und Tablets über HiFi-Systeme, Spielekonsolen und Computer und Laptops bis hin zu intelligenteren Modellen alltäglicher Geräte wie z als Öfen, Geschirrspüler, Waschmaschinen und Trockner. Die energetischen Auswirkungen dieser Welle des technologischen Fortschritts hätten schwerwiegend sein können, wenn nicht die gesamte Reihe von Effizienz- und Leistungsstandards von Regierungen und Industrie umgesetzt worden wäre, um diese Geräte energieeffizienter und damit auch kostengünstiger zu machen.

Die meisten Menschen neigen nicht dazu, zu viel darüber nachzudenken, aber angesichts der eskalierenden Herausforderungen des Klimawandels müssen wir uns alle eingehend damit befassen. Hier ist eine grundlegende Einführung.

Smartphones

Das Aufladen eines iPhone 5 kostet 27 Pence (0,41 USD) pro Jahr. Der weltweite Smartphone-Umsatz erreichte 2012 jedoch 567 Millionen Einheiten, und der Smartphone-Besitz wird bis 2016 1 Milliarde erreichen. Der weltweite jährliche Stromverbrauch der iPhone 5 wird innerhalb eines Zeitraums von Ein Jahr entspricht dem jährlichen Stromverbrauch von 54.000 US-Haushalten (ungefähr der Größe von Cedar Rapids, der zweitgrößten Stadt in Iowa). Dies ist nur der Stromverbrauch. Bedenken Sie auch, dass Smartphones eine enorme Ausweitung der Internetnutzung bewirken, die bis 2016 voraussichtlich um das 17-fache gegenüber 2010 zunehmen wird. Smartphones erhöhen daher den bereits erheblichen Druck auf Internet-Rechenzentren. Was kann man dagegen tun?

Die gute Nachricht ist, dass Smartphones schwerere und energieintensivere Technologien wie Fernseher, Computer und Spielekonsolen verdrängen. Beispielsweise sehen Facebook-Benutzer die Social-Media-Site zunehmend über ihr Smartphone und nicht über ihren Desktop- oder Laptop-PC an. Das Ansehen von Premium-Internetinhalten seit 2011 hat auf Tablets und Smartphones zugenommen und auf PCs und Macs abgenommen.

Smartphones und Tablets verbrauchen erwartungsgemäß auch viel weniger Energie als PCs und Macs. Mehr als 80 Prozent des mit einem Smartphone verbundenen Energieverbrauchs werden durch den Betrieb des Netzwerks generiert. Dank der zunehmend energieeffizienten Technologie produziert das Globale System für Mobilkommunikation (GSM) etwa 25 Kilogramm Kohlendioxid (CO)2) pro Teilnehmer pro Jahr, was einer Autofahrt von etwa einer Stunde auf der Autobahn entspricht. Dies bedeutet, dass die Mobilkommunikation tatsächlich den Gesamtenergieverbrauch senkt, und dass Mobilgeräte eine hervorragende Möglichkeit sind, den Energieverbrauch zu senken.

Natürlich gibt es ein kleines Problem (normalerweise) und das Problem ist folgendes: Laut einem Bericht des Zentrums verursachen IT und Kommunikation immer noch etwa 2 Prozent der globalen Kohlenstoffemissionen (mehr als 830 Millionen Tonnen Kohlendioxid pro Jahr) für energieeffiziente Telekommunikation (CEET) im Jahr 2013. Dies entspricht in etwa der Luftfahrtindustrie. Hoppla!

Zum Glück versucht die Mobilfunkbranche aktiv, etwas dagegen zu unternehmen. Das Green Power for Mobile-Programm der GSM Association (GSMA) hat der Branche bereits geholfen, Technologien für erneuerbare Energien wie Solar, Wind oder Biokraftstoff in netzfernen Basisstationen in Entwicklungsländern einzusetzen, und die Branche prüft auch allgemein andere Potenziale Möglichkeiten zur Energieeinsparung, z. B. Ersetzen der Klimaanlage durch Lüfter oder passive Luftströme. Durch Upgrades der Netzwerkoptimierung kann der Energieverbrauch um 44 Prozent gesenkt werden, während durch solarbetriebene Basisstationen die CO2-Emissionen möglicherweise um 80 Prozent gesenkt werden können. Eine verbesserte Planung und Optimierung des mobilen Breitband kann auch dazu beitragen, Energie zu sparen. Die GSMA bietet den Betreibern auch ihren Benchmarking-Service für mobile Energieeffizienz an, mit dem sie Möglichkeiten zur Kostensenkung und Reduzierung der CO2-Emissionen in ihren Netzen identifizieren können.

Im Jahr 2014 entwickelten zwei Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology (MIT), die Professoren Joel Dawson und David Perreault, Hardware, um den Energieverbrauch mobiler Geräte durch ein von ihnen gegründetes Unternehmen namens Eta Devices zu senken. Das Gerät wirkt wie ein elektronisches Getriebe, indem es auf verschiedene Leistungskonfigurationen umschaltet, um Energie zu reduzieren. Laut Mattias Astrom, CEO des Unternehmens, kann Eta Devices die Effizienz von Leistungsverstärkern in Mobilfunkgeräten und Basisstationstürmen um bis zu 70 Prozent verbessern.

Eine andere Gruppe, ein Konsortium namens GreenTouch, das 2010 von Mobilfunkbetreibern, Ausrüstungsanbietern und Forschungseinrichtungen gegründet wurde, arbeitet an der Entwicklung einer ganzen Reihe technischer Spezifikationen und des Nachweises von Konzepten, die die Branche hoffentlich übernehmen wird. Das Konsortium versucht im Wesentlichen, jeden Aspekt des Mobile-Computing-Sektors zu überdenken. 2013 wurde ein Bericht veröffentlicht, in dem festgestellt wurde, dass Kommunikationsnetze ihren Energieverbrauch möglicherweise um 90 Prozent senken könnten. Es wurde auch ein Großantennensystem entwickelt, das Hunderttausende von Antennen verwendet, um Funksignale zusammen zu strahlen, wodurch die Energieeffizienz verbessert und die übertragene Funkleistung verringert wird. Das System wurde im November 2011 von Swisscom, einem Gründungsmitglied von GreenTouch, zweimal in der Schweiz demonstriert.

GreenTouch ist der Ansicht, dass die Verwendung kleinerer Türme in Städten zum Senden von Signalen über kürzere Entfernungen auch die Energie reduzieren könnte, insbesondere wenn sie in Zeiten mit reduziertem Netzwerkverkehr in einen „Schlafmodus“ wechseln könnten.

iPod HiFi-Anlage [Bildquelle:Teo Rulz, Flickr]

Soundsysteme

2009 entwickelte Bose ein energieeffizientes Soundsystem für das 2011er Modell Chevy Volt Hybrid-Elektroauto. Das Unternehmen verwendete ein proprietäres Design, um sein System 30 Prozent kleiner, 40 Prozent leichter und 50 Prozent weniger Energie als herkömmliche Bose-Soundsysteme zu machen und gleichzeitig weiterhin qualitativ hochwertiges Audio zu liefern. Die Ingenieure des Unternehmens konzentrierten sich bei der Entwicklung des Systems auf Schaltverstärker, Hochleistungs-Motorlautsprecher und digitale Signalverarbeitungsschaltungen. Die Schaltverstärker verbrauchen weniger Energie als Linearverstärker und sind kleiner und leichter. Sie treiben die Hochleistungs-Motorlautsprecher an, um die gleiche akustische Leistung wie schwerere herkömmliche Lautsprecher zu liefern. Die Steuerschaltung wurde dann mit diesen beiden Komponenten kombiniert, um Klang bei Konzertlautstärke zu liefern und gleichzeitig den Gesamtstromverbrauch um die Hälfte zu reduzieren.

Das System wurde auch in das Elektroauto Nissan Leaf eingebaut. Bose ist jedoch nicht das einzige Unternehmen, das diese Technologie in den letzten Jahren entwickelt hat. Toyota hat das JBL GreenEdge-System in einige seiner Fahrzeuge eingebaut, insbesondere in den Prius V.

Für andere Umgebungen zu Hause und anderswo werden Musiksysteme mit integrierten intelligenten Energiegeräten entwickelt. Zum Beispiel hat LG sie in sein Angebot an drahtlosen Lautsprechern aufgenommen, insbesondere die Modelle H3, H5 und H7. Andere Unternehmen haben ebenfalls energieeffiziente HiFi-Systeme entwickelt, beispielsweise das intelligente Verstärker-Netzteil des deutschen Unternehmens T + A Elektroakustik. Dies passt die Leistungsaufnahme an den tatsächlichen Bedarf an, um den Energieverbrauch und die Wärmeerzeugung zu reduzieren, und wurde in Heimkinoeinheiten wie die Dolby Surround-Systeme K6 und M820 eingebaut.

Spielen

Gaming ist ein weiterer Bereich moderner Spielereien, der den Energieverbrauch tendenziell erhöht. Glücklicherweise sind moderne Konsolen immer energieeffizienter geworden.

Im Jahr 2008 erstellte der National Resource Defense Council (NRDC) der USA einen Bericht, in dem die Spielebranche und der tatsächliche Verbrauch von Stromkonsolen untersucht wurden. NRDC hat seitdem eine Folgestudie mit Labortests auf der Nintendo Wii U, der Sony PlayStation 4 und der Microsoft Xbox One durchgeführt. Alle drei Konsolen verfügen über integrierte Energieeffizienzfunktionen, aber die PS4 und die Xbox One leiden unter einem zwei- bis dreifachen Verbrauch gegenüber den neueren Modellen ihrer Vorgänger. Die Wii U verbraucht mittlerweile weniger Energie als die Wii, bietet jedoch Grafik- und Verarbeitungsfunktionen mit höherer Auflösung. Die sehr geringe Leistung der Wii U im verbundenen Standby-Modus ist ein Hauptgrund dafür.

Dennoch stellt NRDC fest, dass moderne Spielekonsolen pro Jahr so ​​viel Strom verbrauchen wie alle Häuser in Houston, der viertgrößten Stadt der USA. Das meiste davon wird die ganze Nacht über im Standby-Modus erzeugt, wenn die Konsole aktiv auf Sprachbefehle wartet (Xbox One) oder die USB-Anschlüsse aktiv hält (PS4). Der jüngste Bericht des NRDC empfiehlt eine Reihe von Maßnahmen, die hauptsächlich Einstellungen oder Änderungen der Benutzeroberfläche betreffen. Diese Maßnahmen könnten über Software-Updates schnell auf neuen Produkten und auf vorhandenen Konsolen implementiert werden. Andere Produkte würden jedoch radikalere Hardwareänderungen erfordern.

In Bezug auf PC-Spiele gibt es eine Reihe von Möglichkeiten, den Stromverbrauch zu senken, wobei in der Regel Scratchbuilding mit selektivem Einsatz von Komponenten erforderlich ist. Es gab mehrere Studien, die sich damit befassten. Eine der jüngsten war Berkeley Labs Zähmung des Energieverbrauchs von Spielecomputern.

In der Zwischenzeit finden Sie hier eine einfache Fallstudie. Loyd Case von PC World hat ein System von Grund auf neu entwickelt, das bei weniger als 70 Watt im Leerlauf laufen kann und nur 336 Watt verbraucht, selbst wenn ein Prime 95 und ein 3DMark 2011 mit acht Kernen und einer Auflösung von 2560 x 1600 ausgeführt werden. Es verfügt außerdem über LGA 2011-Hardware, einschließlich einer Sandy Bridge Extreme-CPU mit vier Kernen und 16 GB RAM. Das Tower-Gehäuse ist ein mittelgroßes Corsair Obsidian 550D-Tower-Chassis, das zur Geräuschminimierung ausgelegt ist und über eine Frontabdeckung verfügt, die auch zur Geräuschreduzierung beiträgt. Es gibt auch einige starke Schallschutzmaßnahmen. Laut Case lag der Schlüssel zur Reduzierung des Stromverbrauchs in der Auswahl des richtigen Netzteils. Daher entschied er sich für eine einzelne Hochleistungsgrafikkarte mit zwei PCI Express-Grafikanschlüssen. Das Antec Earthwatts Platinum 650W-Gerät ist 80 Plus Platinum-zertifiziert, was bedeutet, dass es in seiner gesamten Reichweite eine Energieeffizienz von nahezu 90 Prozent aufweisen muss. Es gibt auch alle möglichen anderen Bits, und das Ergebnis ist ein System mit geringem maximalem Stromverbrauch, das aber immer noch hocheffizient ist.

Es ist also möglich, wenn Sie ein oder zwei Dinge über das Erstellen von PCs von Grund auf wissen.

Im zweiten Teil dieses Artikels werden Computer, Herde und Waschmaschinen sowie einige Hinweise untersucht, wie die Verwendung dieser Geräte so effizient wie möglich gefördert werden kann.


Schau das Video: 10 COOLE GADGETS, DIE DU JETZT KAUFEN KANNST (September 2021).