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編者按:在許多人眼中,無線充電免去了充電線的煩擾,只需要把手機放在無線充電器上就能充電。對于晚上喜歡躺在床上玩手機的用戶而言,一般不到犯困的地步是不會放下手機的,這時候再去插上數據線,就更是一種負擔。相比之下,伸出胳膊直接把手機放在床頭柜的無線充電器上,就異常方便。然而,這篇原題為Wireless Charging Is a Disaster Waiting to Happen的文章,作者Eric Ravenscraft在文章中提到了無線充電的電能損耗問題,并且還引出了更深層次的環境問題,希望對你有所啟發。
圖片來源:Apple
無線充電在現代智能手機中越來越普遍,甚至有猜測稱,蘋果可能在不久的將來取消充電接口。相比于用線纜插入手機充電接口,直接把手機放在無線充電器上這種更加方便的做法,卻會產生可能令人震驚的環境成本。
據寫作閱讀平臺Medium科學專欄OneZero以及美國著名IT產品拆解網站iFixit的最新計算,無線充電比線纜充電的效率要低得多,以至于這項新技術的廣泛適用,可能需要在全球范圍內建造數十個新的發電廠(除非制造商能找到其他方法來彌補電能消耗問題)。
就無線充電這個概念而言,它字面意義就讓人聽起來很有吸引力。你只需要把手機放在無線充電器上,就可以開始充電。你不需要擔心充電端口的損耗問題,并且這種充電器甚至可以內置在家具中。
雖然在某種程度上,所有的充電方式都或多或少有些能源損耗,但與線纜充電方式相比,無線充電器會損失更多電能。如果手機沒有對準無線充電器線圈的話,其充電效率還會更低,這是一個令人震驚的常見問題。
為了進一步了解真實環境中使用無線充電與線纜充電時各自損耗的額外電能,我用手上的谷歌Pixel 4手機對多個無線充電器以及手機原廠充電線纜的充電效率進行了測試。為了獲得更精確的數字,我在無線充電器與充電插座放置了一個高精度功率計來測量功耗。
(本文轉載自36氪,如有侵權,請聯系刪除)
通過測試,我發現無線充電比線纜充電平均多消耗了約47%的電量。
在線纜充電的情況下,將手機從完全沒電的狀態充至100%滿電狀態,平均需要消耗14.26瓦時;而在無線充電的情況下,平均需要消耗21.01瓦時。這樣一來,如果為了圖方便使用無線充電的話,就會多消耗47%的電能。
另外,手機在無線充電器上的擺放位置,也將在很大程度上決定充電效率。
使用Yootech無線充電器時,沒有對準無線充電器線圈的界面提示:再次對準手機,以激活無線充電功能。
在測試中,我使用的Yootech牌扁平圓盤設計的無線充電器很難對準線圈。起初,我計劃盡可能地對準線圈,從而準確地測量功耗;然后,在故意不對準的情況再次測試,以此來檢測這兩種情況下的差異。
然而,在后續某次測試中,我發現手機根本沒有充上電,但它看起來明明是對準了線圈的。
隨后,當我嘗試微調的時候,我發現正常充電和完全不充電的擺放位置之間的差距,甚至需要用毫米來衡量。如果沒有直觀的參考物,幾乎就無法判別。如果沒有仔細對準,手機無線充電可能就會消耗更多的電能,并且更令人討厭的是,最后可能一點電都沒有充進去。
使用Yootech無線充電器對準后的界面提示:無線充電中,已充電88%,達到滿電狀態仍需1小時8分鐘。
第一次用Yootech無線充電盤來測試時,那個時候我還沒有搞明白如何對準線圈,最終充滿電消耗了25.62瓦時,比一般線纜充電消耗的電能多了80%。
在此之前,雖然我也從網上了解過關于無線充電的未經證實假設,但通過親身測試,在不考慮線纜充電的情況下,由于手機沒有對準無線充電器,結果導致消耗的電能翻了倍。
谷歌官方Pixel Stand無線充電器,可能得益于其圓形底盤加橢圓形支撐架的設計,在充電效率方面的性能更佳。由于手機底座是平放的,因此在無法對準線圈的情況下只需要左右微調(像Yootech等圓形底盤式無線充電器,無法對準的情況下,各個方向的調整都有可能)。
谷歌Pixel Stand無線充電器的充電提示:無線充電中,已充電16%,達到滿電狀態仍需2小時。
谷歌Pixel Stand無線充電器的充電提示:對準手機,手機充電速度更快。
值得再次提及的是,使用Pixel Stand無線充電器進行充電,是否能對準的差距可能也需要用毫米來辨別(如以上兩圖所示),但即便是沒有對準,Pixel Stand無線充電器也能為手機充電,只不過充電速度相對較慢,耗電量更大。
總的來說,支撐架式的設計更有助于對準線圈,并且不需要太多的人工調整,但相比于線纜充電的方式,它多消耗的電能比例仍然有39%之多,平均消耗19.8瓦時。
除此之外,如果在沒有成功充電的情況下,兩個無線充電器都會消耗少量的電能,平均每小時約 0.25瓦時。雖然聽起來似乎不多,但一天24小時它就會消耗大約6瓦時。
相比之下,在測試中,普通的線纜充電方式沒有發現任何電能損耗的情況。
雖然無線充電可能會比線纜充電方式消耗更多電能,但往往都可以忽略不計。
相比于用線纜充電來充滿一部手機,無線充電額外消耗的電能,僅相當于一個LED燈泡幾個小時的耗電量。然而,從規模上來考慮的話,它可能就會導致環境問題。
“在我看來,在電力消耗方面,對于我自身需要支付多少電費的問題,我認為這并不值得一提。”iFixit首席執行官凱爾·韋恩斯(Kyle Wiens)告訴OneZero記者說,“但是,如果突然之間,超過30億部智能手機充電都會額外消耗50%的電能,那這就會增加一大筆費用。因此,這就是一個值得關注的社會問題了。”
為了進一步了解這種規模下的有關參數情況,在iFixit的幫助下,我們計算了地球上所有智能手機用戶都改用無線充電后的額外電能消耗。當然,這并不是會立即發生的事情。不過,即便是30年前,我們也很難相信地球上有35億人都隨身攜帶著智能手機。
“通過我們的計算,如果無線充電保持100%充電效率的話,為了單次讓35億部智能手機充電至滿電狀態,大約需要73個煤電廠不停歇地運作一整天。”iFixit科技作者亞瑟·史(Arthur Shi)告訴OneZero記者說。
然而,如果這些用戶沒有對準無線充電線圈,導致充電效率有所損耗的話,這個數字還會進一步增長。“如果無線充電效率只有50%,那前述的煤電廠數量就會翻番至146個。”亞瑟·史補充說。
當然,這只是粗略的估計。用為智能手機充電所需的煤電廠數量來衡量電耗,有點像衡量運輸幾十個人需要多少輛汽車。至于這個問題的答案,它也許需要十幾輛雙座敞篷車,或許只需要一輛大巴就足夠了。
上述數據,是亞瑟·史基于美國現有大多數煤電廠相對較小的50兆瓦機組容量而計算的。如果換做是超過2000兆瓦機組容量的大型煤電廠(美國境內符合條件的煤電廠僅有29家),那就前述煤電廠的數量就會大幅下降。
然而,更宏觀的問題依然存在:如果地球上每個智能手機用戶都改用無線充電器的話,這必然會對全球電網造成不容忽視的影響。
雖然蘋果和谷歌等科技巨頭都在宣稱其制造的手機多么環保,但電力消耗的問題依然存在,并且這個問題基本上沒有得到重視。
“他們應該考慮的是,其制造的產品在整個生命周期中所產生的碳排放。”韋恩斯說,“整個生命周期,即涵蓋了其產品連接電源后所產生的一切電耗,其中就必須包括因無線充電器充電效率低下而導致的用電耗損。”
為了更好地解決無線充電器可能導致的額外電耗問題,這些公司也不是沒有應對方案。
制造商可以在手機設計上下功夫,如果線圈沒有對準的話,就禁用無線充電功能,這樣就可以避免因為一味地追求友好的用戶體驗,而忽略充電低效的問題。
或者,制造商還可以在無線充電器上下功夫,確保手機和無線充電器能夠精確對準。當然,他們仍然可以提供另一種傳統選擇,即保留傳統的線纜充電方式。這也就意味著,傳聞所稱的蘋果未來計劃取消充電接口這一計劃,暫且就需要再等一等了。
最后,針對在無線充電這一方面所損耗的額外電能,科技公司還可以通過某些措施從其他方面來抵消。
無線充電,只是環境問題中的一個小環節。縱觀谷歌和蘋果等主流手機制造商發布的環境報告,你會發現,其中只簡單地提及了能源效率問題,完全沒有提到其制造的無線充電器對環境所產生的影響。
要想提高能源效率,這些科技公司實際上能夠找到許多解決方案,以減少對電網產生的壓力。在無線充電這個概念得到更徹底的審查之前,如果我們都堅持使用傳統的線纜充電方式,這個世界可能會更加美好。
譯者:俊一