พลังงานและสิ่งแวดล้อม

การทำให้อุปกรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้าประหยัดพลังงานมากขึ้น - ตอนที่หนึ่ง

การทำให้อุปกรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้าประหยัดพลังงานมากขึ้น - ตอนที่หนึ่ง

ในช่วง 50 ปีที่ผ่านมาบ้านของเราได้รับการบรรจุอุปกรณ์และเครื่องใช้ทางเทคโนโลยีทุกรูปแบบมากขึ้นเรื่อย ๆ ตั้งแต่สมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตไปจนถึงระบบ Hi-Fi เครื่องเล่นเกมคอมพิวเตอร์และแล็ปท็อปรวมถึงเครื่องใช้ในชีวิตประจำวันที่ชาญฉลาดขึ้นเช่น เช่นเตาอบเครื่องล้างจานเครื่องซักผ้าและเครื่องอบผ้า ผลกระทบด้านพลังงานของคลื่นแห่งความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีนี้อาจรุนแรงหากไม่ได้เกิดจากประสิทธิภาพและมาตรฐานการปฏิบัติงานทั้งหมดที่ดำเนินการโดยรัฐบาลและอุตสาหกรรมโดยมุ่งเป้าไปที่การทำให้อุปกรณ์เหล่านี้มีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานมากขึ้นและทำให้ค่าใช้จ่ายน้อยลงด้วย

คนส่วนใหญ่มักไม่คิดมากในเรื่องนี้ แต่ด้วยความท้าทายที่ทวีความรุนแรงขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจึงเป็นสิ่งที่เราทุกคนต้องพิจารณาในเชิงลึก นี่คือการแนะนำเบื้องต้น

สมาร์ทโฟน

มีค่าใช้จ่าย 27 เพนนี (0.41 ดอลลาร์) ต่อปีในการชาร์จ iPhone 5 อย่างไรก็ตามยอดขายสมาร์ทโฟนทั่วโลกสูงถึง 567 ล้านเครื่องในปี 2555 และการเป็นเจ้าของสมาร์ทโฟนจะสูงถึง 1 พันล้านภายในปี 2559 การใช้ไฟฟ้าต่อปีทั่วโลกของ iPhone 5 ที่ขายภายในระยะ หนึ่งปีเทียบเท่ากับการใช้ไฟฟ้าต่อปีของครัวเรือนในสหรัฐอเมริกา 54,000 ครัวเรือน (ประมาณเทียบเท่ากับขนาดของ Cedar Rapids ซึ่งเป็นเมืองที่ใหญ่เป็นอันดับสองในไอโอวา นี่เป็นเพียงปริมาณการใช้ไฟฟ้า พิจารณาด้วยว่าสมาร์ทโฟนกำลังขยายการใช้งานอินเทอร์เน็ตอย่างมากซึ่งคาดว่าจะเพิ่มขึ้น 17 เท่าเมื่อเทียบกับระดับปี 2010 ภายในปี 2559 สมาร์ทโฟนจึงเพิ่มแรงกดดันที่เกิดขึ้นกับศูนย์ข้อมูลอินเทอร์เน็ต สิ่งที่สามารถทำได้เกี่ยวกับเรื่องนี้?

ข่าวดีก็คือสมาร์ทโฟนกำลังแทนที่เทคโนโลยีที่หนักและใช้พลังงานมากขึ้นรวมถึงโทรทัศน์คอมพิวเตอร์และเกมคอนโซล ตัวอย่างเช่นผู้ใช้ Facebook กำลังดูเว็บไซต์โซเชียลมีเดียผ่านสมาร์ทโฟนมากกว่าพีซีเดสก์ท็อปหรือแล็ปท็อป การดูเนื้อหาอินเทอร์เน็ตระดับพรีเมียมตั้งแต่ปี 2554 เพิ่มขึ้นบนแท็บเล็ตและสมาร์ทโฟนและลดลงบนพีซีและ Mac

สมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตยังใช้พลังงานน้อยกว่าพีซีและ Mac อย่างที่คุณคาดหวัง มากกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ของการใช้พลังงานที่เกี่ยวข้องกับสมาร์ทโฟนเกิดจากการใช้งานเครือข่าย เทคโนโลยีประหยัดพลังงานที่เพิ่มขึ้นหมายความว่า Global System for Mobile Communications (GSM) ผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 25 กิโลกรัม (CO2) ต่อผู้ใช้บริการทุกปีซึ่งเทียบเท่ากับการขับรถบนมอเตอร์เวย์ประมาณหนึ่งชั่วโมง ซึ่งหมายความว่าการสื่อสารเคลื่อนที่กำลังลดการใช้พลังงานโดยรวมและนั่นหมายความว่าการใช้อุปกรณ์เคลื่อนที่เป็นวิธีที่ดีในการลดการใช้พลังงาน

แน่นอนว่ามีปัญหาเล็กน้อย (โดยปกติจะมี) และสิ่งที่ผูกปมคือไอทีและการสื่อสารยังคงสร้างการปล่อยก๊าซคาร์บอนทั่วโลกประมาณ 2 เปอร์เซ็นต์ (มากกว่า 830 ล้านตันคาร์บอนไดออกไซด์ต่อปี) ตามรายงานของศูนย์ สำหรับ Energy Efficient Telecommunications (CEET) ในปี 2013 ซึ่งเป็นเรื่องเดียวกับอุตสาหกรรมสายการบิน อ๊ะ!

โชคดีที่อุตสาหกรรมมือถือพยายามทำอะไรบางอย่างเกี่ยวกับเรื่องนี้ โครงการ Green Power for Mobile ของสมาคม GSM (GSMA) ได้ช่วยอุตสาหกรรมในการปรับใช้เทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนเช่นแสงอาทิตย์ลมหรือเชื้อเพลิงชีวภาพไปยังสถานีฐานนอกกริดในประเทศกำลังพัฒนาและอุตสาหกรรมก็กำลังมองหาศักยภาพอื่น ๆ วิธีลดพลังงานเช่นการเปลี่ยนเครื่องปรับอากาศด้วยพัดลมหรือการไหลของอากาศแบบพาสซีฟ การอัพเกรดการเพิ่มประสิทธิภาพเครือข่ายสามารถลดการใช้พลังงานได้ 44 เปอร์เซ็นต์ในขณะที่สถานีฐานที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้ 80 เปอร์เซ็นต์ การวางแผนที่ดีขึ้นและการเพิ่มประสิทธิภาพของบรอดแบนด์มือถือสามารถช่วยประหยัดพลังงานได้ นอกจากนี้ GSMA ยังให้บริการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการใช้พลังงานมือถือแก่ผู้ให้บริการซึ่งช่วยระบุโอกาสในการลดต้นทุนและลดการปล่อยคาร์บอนในเครือข่ายของตน

ในปี 2014 นักวิทยาศาสตร์สองคนจาก The Massachusetts Institute of Technology (MIT) ศาสตราจารย์ Joel Dawson และ David Perreault ได้พัฒนาฮาร์ดแวร์เพื่อลดการใช้พลังงานจากอุปกรณ์เคลื่อนที่ผ่าน บริษัท ที่พวกเขาก่อตั้งขึ้นชื่อ Eta Devices อุปกรณ์จะทำหน้าที่เหมือนกระปุกเกียร์อิเล็กทรอนิกส์โดยเปลี่ยนไปใช้การกำหนดค่าพลังงานต่างๆเพื่อลดพลังงาน Mattias Astrom ซีอีโอของ บริษัท กล่าวว่า Eta Devices สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของเพาเวอร์แอมป์ในโทรศัพท์มือถือสื่อสารเคลื่อนที่และเสาสถานีฐานได้ถึง 70 เปอร์เซ็นต์

อีกกลุ่มหนึ่งคือกลุ่มที่เรียกว่า GreenTouch ซึ่งก่อตั้งขึ้นโดยผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือผู้ให้บริการอุปกรณ์และสถาบันการวิจัยในปี 2010 กำลังดำเนินการพัฒนาชุดข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคทั้งหมดและการพิสูจน์แนวคิดที่หวังว่าอุตสาหกรรมจะนำมาใช้ กลุ่ม บริษัท กำลังพยายามที่จะทบทวนทุกแง่มุมของภาคคอมพิวเตอร์มือถือ ในปี 2013 มีการเปิดเผยรายงานที่พบว่าเครือข่ายการสื่อสารสามารถลดการใช้พลังงานได้ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้ยังได้พัฒนาระบบเสาอากาศขนาดใหญ่ซึ่งใช้เสาอากาศนับแสนในการส่งสัญญาณวิทยุเข้าด้วยกันซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและลดกำลังส่งวิทยุ ระบบได้แสดงให้เห็นสองครั้งในสวิตเซอร์แลนด์โดย Swisscom ซึ่งเป็นสมาชิกผู้ก่อตั้ง GreenTouch ในเดือนพฤศจิกายน 2554

GreenTouch เชื่อว่าการใช้เสาขนาดเล็กในเมืองเพื่อส่งสัญญาณในระยะทางที่สั้นลงสามารถลดพลังงานได้เช่นกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าพวกเขาสามารถเข้าสู่ "โหมดสลีป" ในช่วงที่ปริมาณการใช้งานเครือข่ายลดลง

ระบบ iPod hi-fi [ที่มาของภาพ:Teo Rulz, Flickr]

ระบบเสียง

ในปี 2009 Bose ได้พัฒนาระบบเสียงที่ประหยัดพลังงานสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด Chevy Volt รุ่นปี 2011 บริษัท ใช้การออกแบบที่เป็นกรรมสิทธิ์เพื่อทำให้ระบบมีขนาดเล็กลง 30 เปอร์เซ็นต์เบาขึ้น 40 เปอร์เซ็นต์และใช้พลังงานน้อยกว่าระบบเสียง Bose ทั่วไป 50 เปอร์เซ็นต์ในขณะที่ให้เสียงคุณภาพสูงอย่างต่อเนื่อง วิศวกรของ บริษัท มุ่งเน้นไปที่เครื่องขยายสัญญาณแบบสวิตชิ่งลำโพงมอเตอร์แรงสูงและวงจรประมวลผลสัญญาณดิจิตอลเพื่อพัฒนาระบบ แอมพลิฟายเออร์สวิตชิ่งใช้พลังงานน้อยกว่าแอมพลิฟายเออร์เชิงเส้นและมีขนาดเล็กและน้ำหนักเบากว่า พวกเขาขับลำโพงมอเตอร์แรงสูงเพื่อให้ได้เอาท์พุตอะคูสติกเช่นเดียวกับลำโพงทั่วไปที่หนักกว่า จากนั้นวงจรควบคุมจะถูกรวมเข้ากับส่วนประกอบทั้งสองนี้เพื่อส่งเสียงที่ระดับความดังของคอนเสิร์ตฮอลล์ในขณะที่ลดการใช้พลังงานทั้งหมดลงครึ่งหนึ่ง

ระบบนี้ยังติดตั้งในรถยนต์ไฟฟ้า Nissan Leaf อย่างไรก็ตาม Bose ไม่ใช่ บริษัท เดียวที่พัฒนาเทคโนโลยีดังกล่าวในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาโดย Toyota ได้ติดตั้งระบบ JBL GreenEdge ในรถบางรุ่นโดยเฉพาะ Prius V.

สำหรับสภาพแวดล้อมอื่น ๆ ในบ้านและที่อื่น ๆ ระบบเพลงกำลังได้รับการพัฒนาด้วยอุปกรณ์พลังงานอัจฉริยะในตัว ตัวอย่างเช่น LG ได้รวมเอาไว้ในช่วงลำโพงไร้สายโดยเฉพาะ H3, H5 และ H7 บริษัท อื่น ๆ ได้พัฒนาระบบไฮไฟที่ประหยัดพลังงานเช่นพาวเวอร์ซัพพลายแอมพลิฟายเออร์อัจฉริยะที่ผลิตโดย บริษัท เยอรมัน T + A Elektroakustik สิ่งนี้จะปรับอินพุตไฟฟ้าให้เข้ากับความต้องการที่แท้จริงเพื่อลดการใช้พลังงานและการผลิตความร้อนและได้รับการติดตั้งเข้ากับหน่วยภาพยนตร์ในบ้านเช่นระบบ K6 และ M820 Dolby Surround

การเล่นเกม

การเล่นเกมเป็นอีกส่วนหนึ่งของอุปกรณ์สมัยใหม่ที่มีแนวโน้มที่จะเพิ่มการใช้พลังงาน โชคดีที่คอนโซลสมัยใหม่มีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานมากขึ้น

ในปี 2008 สภาป้องกันทรัพยากรแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (NRDC) ได้จัดทำรายงานเกี่ยวกับอุตสาหกรรมเกมและปริมาณพลังงานของคอนโซลที่ใช้จริง ตั้งแต่นั้นมา NRDC ได้ทำการศึกษาติดตามผลเกี่ยวกับการทดสอบในห้องปฏิบัติการบน Nintendo Wii U, Sony PlayStation 4 และ Microsoft Xbox One คอนโซลทั้งสามมีคุณสมบัติประหยัดพลังงานในตัว แต่ PS4 และ Xbox One ต้องทนทุกข์ทรมานจากการบริโภคระดับสองถึงสามเท่าของรุ่นล่าสุดของรุ่นก่อน ในขณะเดียวกัน Wii U ก็ใช้พลังงานน้อยกว่า Wii แต่ก็ยังสามารถให้กราฟิกความละเอียดสูงและความสามารถในการประมวลผล Wii U ใช้พลังงานต่ำมากในโหมดสแตนด์บายที่เชื่อมต่อเป็นสาเหตุสำคัญสำหรับสิ่งนี้

อย่างไรก็ตาม NRDC พบว่าเครื่องเล่นเกมสมัยใหม่จะใช้พลังงานไฟฟ้ามากถึงปีละเท่า ๆ กับบ้านในฮูสตันซึ่งเป็นเมืองที่ใหญ่เป็นอันดับสี่ของสหรัฐอเมริกา ส่วนใหญ่จะเกิดจากโหมดสแตนด์บายตลอดทั้งคืนเมื่อคอนโซลกำลังรับฟังคำสั่งเสียง (Xbox One) หรือทำให้พอร์ต USB ทำงานอยู่ (PS4) รายงานล่าสุดของ NRDC แนะนำชุดของมาตรการซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการตั้งค่าหรือการเปลี่ยนแปลงอินเทอร์เฟซผู้ใช้ มาตรการเหล่านี้สามารถนำไปใช้ได้อย่างรวดเร็วกับผลิตภัณฑ์ใหม่และบนคอนโซลที่มีอยู่ผ่านการอัปเดตซอฟต์แวร์ อย่างไรก็ตามผลิตภัณฑ์อื่น ๆ จะต้องมีการเปลี่ยนแปลงฮาร์ดแวร์ที่รุนแรงมากขึ้น

สำหรับการเล่นเกมบนพีซีมีหลายวิธีในการลดการใช้พลังงานโดยปกติจะเกี่ยวข้องกับการสร้างรอยขีดข่วนด้วยการเลือกใช้ส่วนประกอบต่างๆ มีงานวิจัยหลายชิ้นที่พิจารณาเกี่ยวกับเรื่องนี้หนึ่งในงานวิจัยล่าสุดคือการฝึกการใช้พลังงานของคอมพิวเตอร์เกมของ Berkeley Lab

ในระหว่างนี้นี่เป็นกรณีศึกษาง่ายๆ Loyd Case ของ PC World สร้างระบบตั้งแต่เริ่มต้นที่ไม่ได้ใช้งานที่ต่ำกว่า 70 วัตต์กินไฟเพียง 336 วัตต์แม้ว่าจะใช้ Prime 95 และ 3DMark 2011 แปดคอร์ที่ความละเอียด 2560 x 1600 นอกจากนี้ยังมีฮาร์ดแวร์ LGA 2011 รวมถึงซีพียู Sandy Bridge Extreme แบบ Quad-core และ RAM 16GB เคสแบบทาวเวอร์เป็นแชสซีแบบหอคอยขนาดกลางของ Corsair Obsidian 550D ซึ่งออกแบบมาเพื่อลดเสียงรบกวนและมีฝาปิดด้านหน้าซึ่งช่วยลดเสียงรบกวนด้วย นอกจากนี้ยังมีฉนวนป้องกันเสียงรบกวนที่แข็งแรงอีกด้วย Case กล่าวว่ากุญแจสำคัญในการลดการใช้พลังงานเกี่ยวข้องกับการเลือกแหล่งจ่ายไฟที่เหมาะสมดังนั้นเขาจึงเลือกการ์ดแสดงผลประสิทธิภาพสูงตัวเดียวที่มีตัวเชื่อมต่อกราฟิก PCI Express สองตัว หน่วย Antec Earthwatts Platinum 650W ได้รับการรับรอง 80 Plus Platinum ซึ่งหมายความว่าต้องรักษาประสิทธิภาพการใช้พลังงานให้ใกล้เคียงกับ 90 เปอร์เซ็นต์ตลอดช่วง มีบิตอื่น ๆ อยู่ในนั้นเช่นกันและผลลัพธ์ก็คือระบบที่ใช้พลังงานสูงสุดต่ำ แต่ยังคงมีประสิทธิภาพสูง

ดังนั้นจึงเป็นไปได้ถ้าคุณรู้เรื่องหนึ่งหรือสองอย่างเกี่ยวกับการสร้างพีซีตั้งแต่เริ่มต้น

ส่วนที่สองของบทความนี้จะตรวจสอบคอมพิวเตอร์หม้อหุงและเครื่องซักผ้าตลอดจนคำแนะนำบางประการเกี่ยวกับการส่งเสริมให้ใช้เครื่องใช้เหล่านี้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด