Energia i środowisko

Zwiększanie efektywności energetycznej gadżetów i urządzeń - część pierwsza

Zwiększanie efektywności energetycznej gadżetów i urządzeń - część pierwsza


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

W ciągu ostatnich 50 lat nasze domy były coraz bardziej wypełnione wszelkiego rodzaju zaktualizowanymi gadżetami i urządzeniami technologicznymi, od smartfonów i tabletów po systemy Hi-Fi, konsole do gier oraz komputery i laptopy, a także inteligentniejsze modele urządzeń codziennego użytku, takich jak jako piekarniki, zmywarki, pralki i suszarki. Konsekwencje energetyczne tej fali postępu technologicznego mogłyby być poważne, gdyby nie cały szereg standardów wydajności i wydajności wdrażanych przez rządy i przemysł, mających na celu uczynienie tych urządzeń bardziej energooszczędnymi, a tym samym mniej kosztownymi.

Większość ludzi nie myśli o tym zbyt wiele, ale w obliczu eskalacji wyzwań związanych ze zmianą klimatu jest to coś, co wszyscy będziemy musieli dogłębnie rozważyć. Oto podstawowe wprowadzenie.

Smartfony

Ładowanie iPhone'a 5 kosztuje 27 pensów (0,41 USD) rocznie. Jednak globalna sprzedaż smartfonów osiągnęła 567 milionów sztuk w 2012 roku, a własność smartfonów osiągnie 1 miliard do 2016 roku. Globalne roczne zużycie energii elektrycznej przez iPhone'a 5 zostało sprzedane w ciągu rok odpowiada rocznemu zużyciu energii elektrycznej przez 54 000 gospodarstw domowych w USA (mniej więcej tyle, ile wynosi Cedar Rapids, drugie co do wielkości miasto w stanie Iowa). To tylko zużycie energii elektrycznej. Należy również wziąć pod uwagę fakt, że smartfony generują ogromny wzrost wykorzystania Internetu, który według prognoz wzrośnie 17-krotnie w stosunku do poziomu z 2010 r. Do 2016 r. Smartfony zwiększają zatem i tak już znaczną presję wywieraną na internetowe centra danych. Co można zrobić na ten temat?

Dobra wiadomość jest taka, że ​​smartfony wypierają cięższe i bardziej energochłonne technologie, w tym telewizory, komputery i konsole do gier. Na przykład użytkownicy Facebooka coraz częściej przeglądają serwis społecznościowy za pośrednictwem smartfonów, a nie komputerów stacjonarnych lub laptopów. Od 2011 r. Wzrosła liczba wyświetleń treści internetowych premium na tabletach i smartfonach, a spadła na komputerach PC i Mac.

Smartfony i tablety również zużywają znacznie mniej energii niż komputery PC i Mac, jak można się spodziewać. Ponad 80 procent zużycia energii związanego ze smartfonem generuje obsługa sieci. Coraz bardziej energooszczędna technologia sprawiła, że ​​Globalny System Komunikacji Mobilnej (GSM) wytwarza około 25 kilogramów dwutlenku węgla (CO2) na abonenta rocznie, co odpowiada jeździe samochodem po autostradzie przez około godzinę. Oznacza to, że komunikacja mobilna faktycznie obniża całkowite zużycie energii, a to oznacza, że ​​mobilność to świetny sposób na zmniejszenie zużycia energii.

Istnieje oczywiście niewielki problem (zwykle jest), a problem jest taki: IT i komunikacja nadal generują około 2 procent globalnej emisji dwutlenku węgla (ponad 830 milionów ton dwutlenku węgla rocznie), według raportu Centrum. dla Energy Efficient Telecommunications (CEET) w 2013 r. To mniej więcej tyle samo, co w branży lotniczej. Ups!

Na szczęście branża mobilna aktywnie próbuje coś z tym zrobić. Program Green Power for Mobile stowarzyszenia GSM Association (GSMA) pomógł już branży we wdrożeniu technologii energii odnawialnej, takiej jak energia słoneczna, wiatr lub biopaliwo, w stacjach bazowych poza siecią w krajach rozwijających się, a przemysł patrzy również bardziej ogólnie na inne możliwości sposoby na zmniejszenie zużycia energii, takie jak wymiana klimatyzacji na wentylatory lub pasywne przepływy powietrza. Modernizacje optymalizacji sieci mogą zmniejszyć zużycie energii o 44 procent, podczas gdy stacje bazowe zasilane energią słoneczną mogą potencjalnie zmniejszyć emisję dwutlenku węgla o 80 procent. Lepsze planowanie i optymalizacja mobilnej łączności szerokopasmowej również może pomóc w oszczędzaniu energii. GSMA oferuje również operatorom usługę porównywania mobilnej wydajności energetycznej, która pomaga im zidentyfikować możliwości redukcji kosztów i redukcji emisji dwutlenku węgla w ich sieciach.

W 2014 r. Dwóch naukowców z Massachusetts Institute of Technology (MIT), profesorowie Joel Dawson i David Perreault, opracowali sprzęt do ograniczania zużycia energii z urządzeń mobilnych za pośrednictwem utworzonej przez nich firmy o nazwie Eta Devices. Urządzenie działa jak elektroniczna skrzynia biegów, przełączając się na różne konfiguracje mocy w celu zmniejszenia zużycia energii. Według dyrektora generalnego firmy, Mattiasa Astroma, Eta Devices może poprawić wydajność wzmacniaczy mocy w telefonach komórkowych i wieżach stacji bazowych nawet o 70 procent.

Inna grupa, konsorcjum GreenTouch utworzone przez operatorów telefonii komórkowej, dostawców sprzętu i instytucje badawcze w 2010 r., Pracuje nad opracowaniem całego zestawu specyfikacji technicznych i dowodów koncepcji, które, jak ma nadzieję, przyjmie branża. Konsorcjum zasadniczo próbuje ponownie przemyśleć każdy aspekt sektora komputerów przenośnych. W 2013 roku opublikowano raport, w którym stwierdzono, że sieci komunikacyjne mogą potencjalnie zmniejszyć zużycie energii o 90 procent. Opracowano również system anten wielkoskalowych, który wykorzystuje setki tysięcy anten do wspólnego przesyłania sygnałów radiowych, poprawiając w ten sposób efektywność energetyczną i zmniejszając transmitowaną moc radiową. System został dwukrotnie zademonstrowany w Szwajcarii przez Swisscom, członka założyciela GreenTouch, w listopadzie 2011 roku.

GreenTouch uważa, że ​​używanie mniejszych wież w miastach do wysyłania sygnałów na krótsze odległości może również zmniejszyć zużycie energii, szczególnie gdyby mogły one przechodzić w „tryb uśpienia” w okresach zmniejszonego ruchu w sieci.

System hi-fi dla iPoda [Źródło obrazu:Teo Rulz, Flickr]

Systemy dźwiękowe

W 2009 roku firma Bose opracowała energooszczędny system dźwiękowy dla hybrydowego samochodu elektrycznego Chevy Volt 2011. Firma zastosowała zastrzeżony projekt, aby jej system był o 30 procent mniejszy, 40 procent lżejszy i wymagał o 50 procent mniej energii niż konwencjonalne systemy dźwiękowe Bose, jednocześnie zapewniając wysokiej jakości dźwięk. Inżynierowie firmy skupili się na wzmacniaczach przełączających, głośnikach silników o dużej mocy i obwodach cyfrowego przetwarzania sygnałów, aby opracować system. Wzmacniacze przełączające zużywają mniej energii niż wzmacniacze liniowe i są mniejsze i lżejsze. Napędzają głośniki z silnikiem o dużej mocy, aby zapewnić taką samą moc akustyczną, jak cięższe konwencjonalne głośniki. Następnie połączono obwody sterujące z obydwoma tymi komponentami, aby zapewnić dźwięk o głośności sali koncertowej, jednocześnie zmniejszając całkowity pobór mocy o połowę.

System został również zamontowany w samochodzie elektrycznym Nissan Leaf. Jednak Bose nie jest jedyną firmą, która opracowała taką technologię w ostatnich latach, a Toyota zainstalowała system JBL GreenEdge w niektórych swoich pojazdach, szczególnie w Prius V.

Dla innych środowisk w domu i gdzie indziej opracowywane są systemy muzyczne z wbudowanymi inteligentnymi urządzeniami energetycznymi. Na przykład firma LG włączyła je do swojej oferty głośników bezprzewodowych, w szczególności H3, H5 i H7. Inne firmy również opracowały energooszczędne systemy hi-fi, takie jak inteligentny zasilacz wzmacniacza niemieckiej firmy T + A Elektroakustik. To dostosowuje pobór mocy do rzeczywistych potrzeb w celu zmniejszenia zużycia energii i produkcji ciepła i został zamontowany w zestawach kina domowego, takich jak systemy K6 i M820 Dolby Surround.

Hazard

Gry to kolejny obszar nowoczesnych gadżetów, który ma tendencję do zwiększania zużycia energii. Na szczęście nowoczesne konsole stają się coraz bardziej energooszczędne.

W 2008 roku amerykańska National Resource Defense Council (NRDC) opublikowała raport, w którym przyjrzano się branży gier i faktycznemu zużyciu konsol. Od tego czasu NRDC przeprowadziło dalsze badanie obejmujące testy laboratoryjne na Nintendo Wii U, Sony PlayStation 4 i Microsoft Xbox One. Wszystkie trzy konsole mają wbudowane funkcje energooszczędne, ale PS4 i Xbox One mają poziom zużycia dwa do trzech razy większy niż w przypadku nowszych modeli ich poprzedników. Tymczasem Wii U zużywa mniej energii niż Wii, ale nadal udaje mu się zapewnić lepszą grafikę i możliwości przetwarzania. Głównym powodem takiego stanu rzeczy jest bardzo niska moc Wii U w trybie czuwania.

Niemniej jednak NRDC stwierdza, że ​​nowoczesne konsole do gier będą zużywać rocznie tyle samo energii, co wszystkie domy w Houston, czwartym co do wielkości mieście w USA. Większość z nich będzie wytwarzana w trybie gotowości przez całą noc, kiedy konsola aktywnie nasłuchuje poleceń głosowych (Xbox One) lub utrzymuje aktywne porty USB (PS4). Najnowszy raport NRDC zaleca szereg środków, głównie dotyczących ustawień lub zmian w interfejsie użytkownika. Środki te można by szybko wdrożyć w nowych produktach i na istniejących konsolach poprzez aktualizacje oprogramowania. Jednak inne produkty wymagałyby bardziej radykalnych zmian sprzętowych.

W przypadku gier komputerowych istnieje wiele sposobów na zmniejszenie zużycia energii, zwykle polegających na budowaniu podstaw z selektywnym wykorzystaniem komponentów. Było kilka badań poświęconych temu zagadnieniu, z których jednym z najnowszych było Oswajanie zużycia energii przez komputery do gier z Berkeley Lab.

Tymczasem oto proste studium przypadku. Loyd Case z PC World zbudował od podstaw system, który może pracować bezczynnie przy mocy poniżej 70 watów, zużywając tylko 336 watów, nawet podczas pracy z ośmiordzeniowym Prime 95 i 3DMark 2011 przy rozdzielczości 2560 na 1600. Posiada również sprzęt LGA 2011, w tym czterordzeniowy procesor Sandy Bridge Extreme i 16 GB pamięci RAM. Obudowa typu tower to średniej wielkości obudowa typu tower Corsair Obsidian 550D, zaprojektowana tak, aby zminimalizować hałas i ma przednią pokrywę, która również pomaga zmniejszyć hałas. Jest tam również solidna izolacja akustyczna. Case powiedział, że kluczem do zmniejszenia zużycia energii jest wybór odpowiedniego zasilacza, więc wybrał jedną kartę graficzną o wysokiej wydajności z dwoma złączami graficznymi PCI Express. Jednostka Antec Earthwatts Platinum 650 W posiada certyfikat 80 Plus Platinum, co oznacza, że ​​musi utrzymywać blisko 90 procent sprawności energetycznej w całym zakresie. Jest tam również wiele innych bitów, w wyniku czego powstaje system o niskim maksymalnym zużyciu energii, ale nadal bardzo wydajny.

Więc jest to możliwe, jeśli wiesz co nieco na temat tworzenia komputerów od podstaw.

W drugiej części artykułu zostaną omówione komputery, kuchenki i pralki, a także kilka wskazówek, jak zachęcać do korzystania z tych urządzeń w jak najbardziej efektywny sposób.


Obejrzyj wideo: Jak zwiększyć efektywność produkcji? (Może 2022).