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Danke Apple, dass du AirPower beerdigt hast

Ganz still hat Apple seine angekündigte Drahtlos-Ladestation AirPower beerdigt. Ich finde das gut – und erkläre dir, warum.

Kürzlich hat Kollege Kevin Hofer überprüft, ob man mit einem Monitor der Energieeffizienzklasse A++ Geld spart gegenüber einem Modell der Klasse A. Das Ergebnis fasste Kevin so zusammen: «Mit A++ kannst du nicht wirklich Geld sparen.»

Energieeffizienz nachgemessen: Das bringt dir ein Monitor mit dem Label A++
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Energieeffizienz nachgemessen: Das bringt dir ein Monitor mit dem Label A++

Ich muss den Kevin jetzt mal eine Weile böse angucken. Denn damit bin ich gar nicht einverstanden. Klar kann man beim Strom kaum Geld sparen – weil Strom unglaublich billig ist. Wenn die Menschen ihren Strom mit dem Hometrainer generieren müssten, wäre die 100-Watt-Gesellschaft schlagartig Realität. Natürlich wäre das ein riesiger Rückschritt in Sachen Bequemlichkeit.

Bequemlichkeit: Darum geht es auch beim drahtlosen Laden. Kein Rumgefummel mehr mit dem Kabel. Einfach auf die Ladefläche legen und das Gerät wird mit Strom versorgt. Weil es keine Ladebuchse mit freiliegenden Kontakten mehr gibt, sind Produkte mit besserer Wasserdichtigkeit möglich.

Drahtlose Ladelösungen gibt es bereits einige, und viele Smartphone-Modelle lassen sich drahtlos laden. Im Android-Lager gibt es Induktion bei Smartphones seit geraumer Zeit. Und auch Apple-Telefone lassen sich seit dem iPhone 8 kabellos mittels Qi-Standard laden.

Ineffizient – vor allem wenn der Akku voll ist

Die Sache mit der Induktion hat aber einen Haken. Die Stromübertragung zwischen Ladematte und Smartphone ist ineffizient. Das Bundesamt für Energie (BFE) hat die Technologie untersuchen lassen. Ergebnis: Würden alle Smartphones in der Schweiz auf Induktion umgestellt, würde das 30 Gigawattstunden mehr Energie benötigen, als wenn die Geräte per Kabel aufgeladen werden.

Das sind zwar nur «ein oder einige wenige Promille des jährlichen Stromverbrauchs der Schweizer Haushalte», wie in dem Bericht steht. Trotzdem könnte damit der Durchschnittsverbrauch von über 6000 Vierpersonenhaushalten gedeckt werden.

Als besonders problematisch erachten die Verfasser des Berichts die Tatsache, dass die Ladeschalen im Leerlauf verhältnismässig viel Strom verbrauchen. Wenn kein Gerät aufliegt, ist das Verhalten ähnlich einem herkömmlichen Netzteil. Anders, wenn ein Gerät aufliegt. Das erkennt die Ladeschale und versucht das Gerät zu laden. Ist der Akku des Geräts fertig geladen sinkt der Stromverbrauch zwar – aber eben nicht auf den gesetzlich erlaubten Standby-Wert von 0.3 W. Im Worst Case gehe deshalb mehr Energie verloren, als für das Laden aufgewendet werden muss, halten die Autoren fest.

Ist Induktion eine schlechte Technologie?

Energieübertragung via Induktion gibt es nicht erst seit Smartphones. Im Badezimmer, wo Feuchtigkeit ein Thema ist, werden elektrische Zahnbürsten seit Längerem via Induktion aufgeladen. Und in der Küche sind Induktionskochfelder ein alter Hut. Nach einer kurzen Recherche weiss ich, dass das Induktionskochfeld dem Glaskeramik- und dem Gasherd überlegen ist.

Ich bin verwirrt. Ist Induktion jetzt eine gute oder eine schlechte Technologie? Ich frage direkt bei den Autoren des BFE-Berichts nach und telefoniere mit Marco Zahner vom ETH-Spinoff Fields at Work.

«Induktion ist nicht schlecht oder per se ineffizient», erklärt Zahner. «Transformatoren etwa funktionieren nur dank Induktion. Systeme, wo Induktion von Anfang an mitgedacht wird, sind in der Regel effizient», erklärt er. Ineffizient seien in der Tendenz Systeme, wo Induktion nachgerüstet werde – wie eben bei Smartphones. Das Problem liege nicht bei der Ladeschale, so Zahner weiter. Die meiste Energie gehe auf Empfängerseite verloren.

Funktionsprinzip der Energieübertragung mittels Induktion. (Bild: Wikipedia)

Woran ist Apple gescheitert?

Nochmals zurück zu Apples Drahtlos-Ladestation AirPower. Es muss ein Entscheid in allerletzter Minute gewesen sein: Auf der Verpackung des neuen Lade-Case für die Airpods war die Ladestation sogar noch abgebildet. Das war sicher nicht ganz einfach für die Kalifornier.

Weshalb Apple seine drahtlose Ladelösung beerdigt hat, ist nicht bekannt. Was bekannt ist: Apple wollte eine Ladestation mit mehreren Spulen präsentieren, so dass mehrere iPhones, Airpod-Cases oder Apple Watches gleichzeitig hätten geladen werden können. Denkbar ist auch, dass Apple erreichen wollte, dass dank mehrerer Spulen die Geräte nicht exakt positioniert werden müssen, um geladen zu werden. Das wäre ein echter Vorteil gegenüber herkömmlichen Lösungen gewesen.

Was denkt der Experte – woran ist Apple gescheitert? Zahner will sich nicht auf die Äste herauswagen. «Die meisten Firmen nutzen das Referenz-Design von Qi», holt Zahner aus. Es sei unwahrscheinlich, dass Hersteller die Zeit und Mühe auf sich nehmen, um die Standard-Lösung des Herstellers zu verändern oder mit teureren Materialien zu verbessern.

Das hat Apple im Gegensatz zu anderen Herstellern gewagt. «Wenn man eine Ladelösung mit mehreren Spulen bauen will, werden die erlaubten Grenzwerte für elektromagnetische Felder rasch überschritten, weil sich die Felder überlappen», so der Elektroingenieur. Allgemein seien Lösungen mit mehreren Spulen rasch problematisch: «Es ist exponentiell mühsamer, ein System mit mehreren Spulen zu bauen», so Zahner. Da die «verlorene» Energie bei der Induktion in Wärme umgewandelt wird, seien auch Hitzeprobleme im Smartphone denkbar.

Und dann lässt Zahner noch eine Bombe platzen. Probleme gebe es auch bei USB-Ladekabeln: «Schlechte USB-Kabel haben bis zu 1 Ohm Innenwiderstand», sagt er. «Der Einfluss dieser unscheinbaren Komponente wird gerne unterschätzt.» Ach, deshalb geht das Laden mit dem einen Kabel so viel langsamer als mit dem anderen. Da habe ich ja schon den Stoff für den nächsten Artikel gefunden. Wenn du meinem Autorprofil folgst, bekommst du eine Benachrichtigung, wenn es soweit ist ;)

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Aurel Stevens, Zürich

  • Chief Editor
Ich bändige das Editorial Team. Hauptberuflicher Schreiberling, nebenberuflicher Papa. Mich interessieren Technik, Computer und HiFi. Ich fahre bei jedem Wetter Velo und bin meistens gut gelaunt.

32 Kommentare

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User grafadrian

Wortwitz: Appel stampft sein AirPower ein, es wird quasi beAIRdigt!

23.04.2019
User alexatolaz

Bitte bleib so wie du bist.

24.04.2019
Antworten
User patrickobe1

Dieses Kabelproblem ist übrigens sehr häufig bei Raspberry PI 3 und den 3,x A Netzteilen festzustellen. Dort kann öfters mal das Kabel darüber entscheiden ob genug Strom beim PI ankommt oder aber das Blitz-Zeichen eingeblendet wird, obwohl das Netzteil genügend Leistung bringen sollte.

23.04.2019
User Natsumee

Stimmt, hatte ich gerade gestern mit einem Kabel ;(

23.04.2019
User Ajeje

Ist zwar Haarspalterei, als RasPi-Benutzer könnte es euch aber interessieren: Wenn's am Kabel liegt, dann dürfte nicht ein mangel an Strom das Problem sein, sondern die Tatsache, dass gerade wegen des hohen Strombedarfs die Spannung am Gerät zu tief wird

24.04.2019
Antworten
User endstation-net

In einer Zeit in der wir alle genötigt werden in jeglichen Bereichen des Lebens auf die Energieeffizienz zu schauen ist so etwas wie das Induktionsladen ein rieser Affront gegenüber uns allen.

Hier kann man mit sehr sehr sehr sehr sehr wenig Aufwand die Möglichkeit einen vergleichsweise grossen Effekt (auch langfristig) zu erreichen.

Das Prinzip des Ladens ist zwar sehr angenehm, aber der Preis im Rahmen der heutigen Umstände ist zu hoch. Ich hoffe, dass in den nächsten Jahren sich eine bessere Technik durchsetzt. Persönlich werde ich erst zu so einem System greifen, wenn der Wirkungsgrad grösser als 90% ist, genau wie bei meinen Haushaltsgeräten.

23.04.2019
User SwissDarky

30 GWh tönt nach verdammt viel, gerechnet durch die 10 Millionen Smartphones ergibt dies aber lediglich 3 kWh pro Smartphone im Jahr, was einer Verlustleistung von 0.8 Watt entspricht - ist dies wirklich so schlimm, wie du es hier darstellst? Dafür ist es erheblich bequemer, als immer "am Draht" zu hängen.

23.04.2019
User Aurel Stevens

Es ist tatsächlich nicht viel: ein oder wenige Promille des HH-Stromverbrauchs. Da gibt es auf jeden Fall andere Dinge, wo man viel mehr Energie sparen könnte. Es ist die Relation, die mich irre dünkt: 30 GWh, weil wir 1 – 2 Mal pro Tag 5 Sekunden sparen, um ein Kabel einzustecken.

23.04.2019
User StaubM11

30 GWh sind nicht zu unterschätzen nur weil man kein Kabel einstecken muss/will. Das ist immerhin fast die gemittelte Jahresproduktion eines kleineren Wasserkraftwerkes.
Die Feldkopplung dieser induktiven Ladegeräte ist nun mal nicht so grossartig, und dafür pro Handy als Beispiel 3h Staubsaugen zu "verschwenden" pro Jahr wäre schon merkwürdig.

(Blöde) Frage: Sind es dann auch wirklich alle 10 Mio. Smartphones, welche drahtlos geladen werden? Ansonsten stellt sich in Frage, ob man alle Smartphones in diese Statistik miteinbeziehen will.

23.04.2019
User Aurel Stevens

@StaubM11 es ist eine Hochrechnung im Auftrag des Bundesamts für Energie «Was wäre, wenn...»

23.04.2019
User SwissDarky

Ich habe nochmals kurz nachgerechnet: Mein Galaxy S7 hat eine Akku-Kapazität von 11.55 Wh, was im Jahr bei rund 80%-iger Ausnutzung einem Energieverbrauch von rund 3.4 kWh entspricht. Ich gebe es zu, ich habe das Problem definitiv unterschätzt, da die Verlustenergie vom Induktionsladen dem Gesamtverbrauch entspricht - Aber wie viel ist besser ist es, das Smartphone via USB-Kabel anzuschliessen? Ich denke, auch in diesen Billigkabeln muss mit viel Verlustwärme gerechnet werden.

23.04.2019
User StaubM11

Billigkabel sind so eine Sache für sich.. falls diese weniger Litzen als ein gutes Kabel haben, steigt ja der Widerstand pro Längeneinheit. Bei älteren 5V 0.5-0.8A Ladegeräten entsteht dadurch nicht riesige Spannungsabfälle, aber ein billiges 5m Chinakabel entspricht u.U. nicht der USB Vorgabe von 5% Spannungsabfall. Bei höheren Ladeströmen wird die Kabellänge und der höhere Innenwiderstand eher noch problematischer. Einerseits braucht der Handyakku eine gewisse Spannung (plusminus 4.5V sind ok), andererseits verbratet man unnötig Energie. Als Beispiel ein 24 AWG (Amerikanische Kodierung von Drahtdurchmesser, musste es selber Googlen :) ) hat einen Längenwiderstand von ca. 84 mOhm/m, ein schlechteres 28 AWG hat ca. 212 mOhm/m. Nehmen wir einen Ladestrom von 2 A an und eine Kabellänge von 1m. Dies ergibt einen Spannungsabfall von 0.336 V, respektive 0.851 V (2x Kabellänge) und somit einer Verlustleistung von 0.672W oder 1.7 W. Ich habe hier mal einfachheitshalber Kontaktwiderstände ignoriert. Hoffe mal ich habe keinen Denkfehler gemacht.
Kurze Kabel mit hohem (Stromlitzen-) Durchmesser sind also besser. Bei einer angenommenen Perfekten Ladeleistung (5V à 2A) von 10W sind 1.7W eher viel.
Natürlich kann man noch ewigs viel ins Detail gehen mit Ladecharakteristika von Akkus etc..
Kann auch sein dass bei solchen Kabeln das Handy gar nicht erst lädt.. :)
Aber ja, will damit eigentlich sagen, dass USB Ladekabel ein ziemlicher Zirkus von Ladeverhalten sind, da lohnen sich die 10-20 Fr. sparen bei chinesischen Händlern oft nicht..

23.04.2019
Antworten
User Anonymous

Das Resultat von Kevin Hofers Artikel zu A++ Geräten basiert auf einem Strompreis von 7-9Rp./kWh.
Das mag für einen Industriekunden gelten, aber nicht für die Zielgruppe hier auf Digitec.ch.
Realistischer wäre das Doppelte, inkl. Netzgebühr usw., leider hat er alle Kommentare dazu ignoriert.
Aber schön zu sehen, dass Ihr Euch gegenseitig herausfordert.

25.04.2019
User einkaufen@lammli

Innenwiderstand bei USB Kabel- ich freue mich schon darauf! Ich besitze ein kleines USB Volt/Amperemeter und ein Gerät zur Simulation von verschiedener Ladeelektroniken (UM25C/HD35) und bin überrascht, wie gross dieses Thema vom Laden über USB sein kann.

23.04.2019
User dthueler

Also meine Smart wach (Matrix Power watch) kommt ohne ladegrät aus und wird durch körperwärme geladen, das Teil hat noch nie Strom aus der Steckdose gesehen
Und als Ausgleich für mein Smartphone habe ich eine Solar Zelle an der Steckdose die erst noch mehr produziert als mein Smartphone konsumiert

24.04.2019
User MCeeRieni

Also ich muss sagen, ich finde es schon etwas schade.
Klar ist, dass so ein Ladepad Strom verbraucht, wenn man es nicht benutzt. Das Gleiche passiert bei dem Ladekabel für die Apple Watch. Und ja der Energieverlust ist da.

Aber man kann auch eine andere Seite betrachten. Die Drahtlosladetechnik hat den Vorteil, dass es alle Hersteller zu einheitlichen Ladegeräten verhilft. Man hat also ein Ladegerät und kann gleichermaßen Android, iPhone oder sonstige Geräte laden.
Wenn ich daran denke wie oft ein Kabel kaputt geht, weil der Stecker kaputt geht oder das Kabel reisst.

Ich denke alleine die Tatsache, dass Kabel durch diese Technik weniger kaputt gehen, das Metalle und andere Stoffe spart und diese mit verschiedenen Geräten einsetzbar sind, spart auch hier Ressourcen. Und wenn man sich Gedanken wegen dem Mehrverbrauch macht, sollte auch darüber reden, dass man auch Solartechnik einsetzen kann, um das wieder auszugleichen.

Ich finde es nicht gut, dass die Technik nicht kommt.

24.04.2019
User hofmann-marly

Ehrlich und verständlich abgefasst, geht nicht jedem Marketing-hype auf den Leim.

21.05.2019
User f.zehnder

Ich musste bereits 2 Telefone ersetzen, weil der USB Stecker nicht mehr korrekt funktionierte, weil zu viele verschiedene Stecker ( 2 Autos, Büro und Home ) zum aufladen verwendet wurden. USB 2 konnte man ja versuchen links oder rechts herum einzustecken ... Das hat mich und die Umwelt mehr gekostet als ich nun mit dem Wireless aufladen vergeude obwohl ich einen USB 3 Stecker habe.

05.06.2019
User Qwerty

Danke für den interessanten Artikel!

Weiss Jemand von euch ob Wireless Charging irgendwelche gesundheitlichen Schäden verursachen kann? Ich denke da vorallem an die elektromagnetischen Felder, welche man die ganze Nacht neben dem Kopf hat...

23.04.2019
User Scotty1928

Hier ist ein Artikel dazu:

Ich würde zu behaupten wagen, dass, solange du nicht auf einen Herzschrittmacher o.ä. angewiesen bist und das Qi-Pad nicht als Kopfkissen benutzt, dadurch keine Probleme entstehen. Die Leistung ist gering und nimmt auf Distanz stark ab.

23.04.2019
User Scotty1928

techwalls.com/wireless-char...

23.04.2019
User Aurel Stevens

Steht gleich im Résumé des verlinkten Berichts (Zitat): «Die Resultate zeigen, dass die Basisgrenzwerte nicht überschritten werden: betreffend Energieabsorption (SAR) liegen sie einen Faktor 1‘000, betreffend elektrischer Feldstärke im Gewebe um einen Faktor 10 darunter. Aus gesundheitlicher Sicht sind die Anlagen deshalb unbedenklich.»

23.04.2019
User productiveNetwork

Da die offiziellen Grenzwerte nicht schützen sollten die Richtwerte SBM-2015 des Baubiologen-Verbandes genommen werden, diese Werte sind in Theorie und Praxis gesichert. Hier geht man von <10nT NF-Magnetfeld aus, darunter sind keinerlei gesundheitliche Effekte bekannt. Diese werden von Qi-Ladestationen mit ca. 0.5-1m Abstand erreicht. Deshalb sollte diese weder auf dem Nachttisch noch sonst irgendwo stehen, wo man sich länger aufhält.

24.04.2019
Antworten
User emiforlin

Ich lade mein handy nur per induktion. Hat einen ganz einfachen grund....wenn ich 2 jahrelang jeden tag die usb bichse vewende geht die eimfach kaputt. Abnutzung. Da interssieren mich die 2fr mehr strom im jahr nicht wirklich. So eine usb buchse kann sehr teuer werden je nach gerät selbst wenn man das selber macht.

25.04.2019
User bebby

Fairerweise müsste der Autor den Stromverlust vergleichen mit der Energie, die benötigt wird, um diese unzähligen USB Kabel zu produzieren. Meine offiziellen Applekabel halten im Schnitt ca. 1 Jahr, bis sie anfangen kaputtzugehen, weil wieder mal zuviel daran herumgerissen wird. Ein richtiges Verschleissteil im Gegensatz zu den guten alten Stromkabeln.

24.04.2019
User darnok16

Eben nicht am Kabel « herumreißen ». Meine halten ewig und ich brauche nur eines um 3 devices abwechselnd zu laden...

24.04.2019
User bebby

Das klappt aber nicht bei einer Grossfamilie mit mehreren ipads, etc., die gleichzeitig und 24/7 parat sein müssen. :-) Hier wäre ein Induktionsraum perfekt, wo sich die Geräte selber aufladen, egal wo sie liegen. Tesla hat ja bereits gezeigt gehabt, dass das theoretisch möglich wäre. Oder noch besser aufladen durch den eigenen Körper.

24.04.2019
User Ajeje

Bei Wireless-Ladung muss mehr Ware produziert werden. Beim kabelgebundenen Laden haben wir ein Steckernetzteil, ein Kabel und eine Buchse. Bei der induktiven Ladung haben wir das alles auch, irgendwie muss ja die Ladefläche auch zu Strom kommen. Dazu kommen die Spulen.
Was die Kabel betrifft: Mir ist noch nie eins kaputt gegangen, und die sind bei mir z.T. seit 10 Jahren im Einsatz

24.04.2019
User endstation-net

Vor allem brauch es um ein Qi-Pad zu betreiben ein Kabel plus das Qi-Pad. Daher ist das Argument mit den Herstellungsaufwand und damit dem Einfluss auf die Umwelt hinfällig.

24.04.2019
User bebby

Sehe ich nicht so - ein Kabel, dass nur einmal eingesteckt wird, nutzt sich weniger stark ab, als eines dass täglich aus- und eingesteckt wird. Nicht alle gehen so sanft um mit Kabeln wie Ajeje. :-) Bei mir zu Hause wird das Stromkabel oft als Seil benutzt, um das ipad herauszuholen. Nicht dass ich das unterstütze, aber verhindern lässt sich das nicht.
Ehrlich gesagt wäre ich einfach froh, wenn das Kabelgewirr endlich Geschichte wäre. Wir haben überall wireless, nur beim Strom sind wir noch nicht soweit. Meine Hoffnung liegt momentan bei der funktionalen Kleidung, da ist ja einiges geplant in diese Richtung. Ein Handy, dass sich automatisch auflädt, wenn man es in die Jacke steckt.

25.04.2019
Antworten