以下正是无线充电的低效之处

2020-08-06 07:44:16

我们研究了无线充电效率有多低的数据-结果相当令人震惊。

无线充电在现代智能手机中越来越普遍,甚至有人猜测,苹果可能在不久的将来完全放弃有线充电。但是,通过将手机砰地一声放到垫子上而不是插上电源来给手机加果汁的轻微便利,也带来了令人惊讶的强劲的环境成本。根据OneZero和iFixit的最新计算,无线充电的效率比有线充电低得多,以至于广泛采用这项技术可能需要在世界各地建设数十座新的发电厂。(当然,除非制造商找到其他方法来弥补能源消耗。)。

从纸面上看,无线充电听起来很吸引人。只要把手机放在充电器上,它就会开始充电。充电端口没有磨损,充电器甚至可以内置在家具中。然而,并不是所有从墙上插座出来的电能最终都进入了手机的电池。其中一些会在这个过程中以热量的形式丢失。

虽然在一定程度上所有形式的充电都是如此,但与有线相比,无线充电器损失了大量能量。当手机中的线圈与充电板中的线圈没有正确对准时,它们的效率会变得更低,这是一个令人惊讶的常见问题。

为了了解在现实世界中使用无线充电和有线充电时额外损失了多少电量,我使用多个无线充电器以及手机附带的标准充电线测试了Pixel4。我用了一个位于充电座和电源插座之间的高精度电能表来测量功耗。

在我的测试中,我发现无线充电比有线充电平均多耗电约47%。

使用电缆将手机从完全死机充电到100%平均需要14.26瓦时(WH)。使用无线充电器平均需要21.01瓦时。为了方便不插入电缆,这将增加略高于47%的电量。换句话说,手机必须更加努力地工作,产生更多的热量,并在无线充电时吸收更多的能量来填充相同大小的电池。

手机在充电器上的位置对充电效率有很大影响。我测试的那个扁平的Yootech充电器很难对齐。最初,我打算在线圈尽可能对齐的情况下测量功耗,然后故意不对齐线圈以检测差异。

相反,在一次测试中,我注意到手机没有充电。它看起来正确地对齐了,但在试图摆弄它的同时,正确充电的位置和根本不充电的位置之间的差异可以用毫米来测量。如果没有可视指示器,就无法判断。如果不仔细对齐,这可能会使手机耗费超过必要的电量充电,或者更令人恼火的是,根本不充电。

在我弄清楚如何正确对齐线圈之前,用Yootech垫子进行的第一次测试需要高达25.62瓦时的充电,比普通电缆充电多80%的能量。在网上听到假设的低效是一回事,但在这里,我可以看到我是如何通过稍微错误地设置手机而不是仅仅插入电缆,将手机充电所需的电量几乎翻了一番。

谷歌的官方Pixel展台表现更好,可能是因为它的支撑设计。由于手机的底座是平放的,线圈只能从左到右错位--像Yootech这样的圆形衬垫允许在任何方向错位。同样,门槛是顶部相差几毫米(如下所示),但Pixel支架在未对齐的情况下继续充电,尽管速度较慢且耗电更多。总体而言,支撑的设计有助于在没有太多摆弄的情况下对齐线圈,但它仍然比电缆平均使用19.8Wh,即39%的电力来给手机充电。

最重要的是,这两个无线充电器在完全没有手机充电的情况下独立消耗了少量电力-大约每小时0.25瓦,这听起来可能不是很多,但在24小时内,它将消耗大约6瓦的电力。一个有多个无线充电器的家庭-比如说,床边有一个充电器,一个在客厅,另一个在办公室-一天的耗电量可能相当于给一部手机充满电所需的电量。相比之下,在我的测试中,普通的电缆充电器没有消耗任何可测量的电量。

虽然无线充电可能比有线充电消耗的电能相对更多,但它通常被认为可以忽略不计。与有线充电相比,用无线充电给一部手机充电所消耗的额外电能相当于让一个额外的LED灯泡亮起几个小时。它甚至可能不会登记在你的电费账单上。然而,在规模上,它可能会变成一个环境问题。

IFixit首席执行官凯尔·维恩斯(Kyle Wiens)告诉OneZero:“我认为,就耗电量而言,对于我担心自己要支付多少电费,我不认为这是一个因素。”“如果突然之间,正在使用的30亿部(超过)智能手机,如果所有这些手机都需要50%以上的电量来充电,那就是一个很大的数字。所以这是一个全社会的问题,而不是个人问题。“。

为了得到一个规模的参照系,iFixit帮助我计算了如果地球上每个智能手机用户都改用无线充电,我所经历的那种过度电量消耗可能产生的影响-短期内不太可能出现这种情况,但比方说,30年前,35亿人也没有随身携带智能手机。

IFixit技术作家亚瑟·施告诉OneZero:“我们计算出,在从墙上插座到电池的100%效率下,大约73家燃煤电厂需要运行一天才能将35亿个智能手机电池充满一次。”但如果人们把手机放错了地方,降低了充电效率,这个数字就会增加:“如果无线充电效率只有50%,你就需要把[73]个发电厂翻一番,才能给所有的电池充电。”

如果世界上每个人都改用无线充电,将对全球电网产生可衡量的影响。

当然,这是粗略的数学。根据发电厂设备所需的数量来衡量电力消耗,有点像是衡量运送几十个人需要多少辆车。它可能需要12辆双座敞篷车,或者一辆公交车。石的数学假设相对较小的燃煤电厂输出50兆瓦,就像美国的许多发电厂一样,但这些同样的需求也可以由几个输出超过2000兆瓦的超大型发电厂来满足(其中美国只有29个)。

然而,更广泛的观点仍然是一样的:如果世界上每个人都改用无线充电,这将对全球电网产生可衡量的影响。虽然苹果(Apple)和谷歌(Google)等科技公司吹嘘自己的手机是多么环保,但功耗往往被忽视。“他们想要覆盖产品整个生命周期的碳影响吗?”维恩斯说。“整个生命周期包括所有这些东西所消耗的电力,插在墙上。”

公司可以做一些事情来平衡无线充电器使用的过剩电量。制造商可以设计手机,在线圈不对齐的情况下禁用无线充电-而不是为了用户体验而允许过度低效的充电-或者设计充电器来容纳手机,使手机正确对准。他们还可以继续提供有线充电,这可能意味着传言中的苹果未来的无端口手机将不得不等待。

最后,科技公司可以努力用另一个领域的储蓄来抵消他们在一个领域的过度行为。无线充电只是环境图景中的一小部分,谷歌和苹果的主要手机的环境报告只是松散地指出了能源效率,没有提到使用无线充电器的影响。科技公司有很多方法可以更节能,以减轻我们电网的压力。然而,在无线充电本身得到更彻底的检查之前,如果我们都坚持使用好的老式插头,世界可能会变得更好。