Pomysł na zaoszczędzenie miliardów

Sieci komórkowe są tak bardzo rozpowszechnione, że sam tylko koszt zasilania stacji przekaźnikowych na całym świecie wynosi 36 miliardów dolarów, a stacje zużywają niemal 1% całej energii produkowanej przez ludzkość. A przy tym znaczna część tej energii, a zatem i pieniędzy, jest marnowana. Nie inaczej wygląda sytuacja w mniejszej skali - pojedynczego smartfonu. Efektywność tych urządzeń jest zatrważająco niska. W jedym i w drugim przypadku za problemy odpowiada wzmacniacz mocy, urządzenie, zamieniające sygnały elektryczne w radiowe. Efektywność współczesnych wzmacniaczy wynosi nie więcej niż 35%, a to oznacza, że marnują aż 65% pobieranej przez siebie energii.

Profesorowie Joel Dawson i Devid Perreault z MIT-u założywli firmę Eta Devices, która opracowała technologię pozwalającą na zmniejszenie strat nawet o 50%.

Wzmacniacze mocy działają w dwóch trybach. Jeden to tryb oczekiwania, drugi tryb pracy. Obecnie jedyna możliwość zaoszczędzenia energii to zmniejszenie jej zużycia w trybie oczekiwania. Tutaj jednak pojawia się problem związany z rozwojem technologii. Chcemy, by urządzenia charakteryzowały się jak największą przepustowością. Jeśli zaś dysponując nowoczesnym łączem bezprzewodowym znacząco obniżymy pobór mocy w trybie oczekiwania, to podczas przejścia w tryb pracy, gdy znaczniemy korzystać z szybkiego łącza, nastąpi gwałtowny skok zużycia energii, który zakłóci sygnał. Dlatego też i w trybie oczekiwania do wzmacniacza napływa sporo prądu, by skok poboru podczas przechodzenia w tryb pracy nie był zbyt duży. To oznacza, że zużywasz dużo energii tylko po to, by urządzenie było gotowe do pracy. W urządzeniach z łączem szerokopasmowym w sumie więcej energii zużywa się w trybie oczekiwania niż podczas pracy. To dlatego telefon jest ciągle ciepły - mówi profesor Dawson.

Założyciele Eta Devices opracowali technologię, którą nazwali asymmetric multilevel outphasing. Polega ona na wybieraniu w tempie 20 milionów razy na sekundę napięcia, jakie może zostać wysłane do tranzystorów i przesyłaniu tego, które daje największe oszczędności energii. Taki mechanizm pozwala na dwukrotne zwiększenie wydajności wzmacniaczy.

Eta Devices ma zamiar zaprezentować swój wynalazek podczas lutowego Mobile World Congress. Odpowiednie urządzenia trafią początkowo na rynek stacji przekaźnikowych. W przeciętnej stacji przekaźnikowej wzmacniacz zużywa 67% energii, a kolejne 11% wykorzystywane jest do jego schłodzenia. Nowa technologia pozwoli na obniżenie zużycia energii nawet o połowę, co oznacza, że w skali globalnej właściciele takich stacji zaoszczędzą około 15 miliardów dolarów. A mówimy tutaj tylko o bezpośrednich oszczędnościach. Wśród oszczędności pośrednich specjaliści wymieniają możliwość wyeliminowania systemów klimatyzacji ze stacji przekaźnikowych czy zmniejszenia rozmiarów systemów awaryjnego zasilania.

Z czasem technologia Eta Devices trafi też do smartfonów. Pozwoli to na znaczne wydłużenie czasu pracy tych urządzeń na pojedynczym ładowaniu, a inzynierowie mają nadzieję, że uda im się opracować pojedynczy układ scalony, który będzioe obsługiwał różne standardy połączeń - CDMA, GSM czy 4G.

wzmacniacz energia stacja przekaźnikowa smartfon