電流の強さ:モバイル通信がエネルギー資源に対する私たちの態度をどのように変えたか



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電気は私たちがめったに考えない資源です。 ソケットは、すべてのアパート、すべての家、電車、飛行機にあります。 携帯電話やスマートフォンなど、何十億もの電気を消費するガジェットが作成されています。 バッテリーが少なく、近くにコンセントがない場合、心配です。



携帯電話のせいで電気的な空腹が待っているかどうか、そしてどのように戦うのか、私たちはカットの下で議論します。



電話はどれくらい「食べます」



2013年には、情報技術が世界の電力消費の10%を占めると推定されていました。 Digital Power Groupによる 、1年に少なくとも361 kWhが1台のスマートフォンの使用に費やされています(ワイヤレス接続、データ転送、バッテリー充電を考慮に入れています)。 中型冷蔵庫は、年間約322 kWhしか消費しません。





(c) http://mosafernameh.com/ コンセントの電気が切れると、レモンがいつも助けになります。 レモン汁は、ニッケルと銅の2つの金属電極の電解質として機能します。 ただし、少なくとも電話の充電を開始するには、少なくとも 17個のレモンが必要です。



世界の1人のモバイルユーザーは、1年あたり約10〜17 kWh(スマートフォンあたり)を占めています 。 また、電話の充電など、さらに多くのデバイスがあります。これらは多くの場合、ネットワーク上に残り、 電力消費し続けます



3年前の計算によると、大規模なデータセンターは、モバイル通信インフラストラクチャ、データの保存、送信、処理(年間250-350 TWh)、携帯電話を含むさまざまな種類の有線および無線ネットワーク(250-600 TWh)に関与します。 )、ユーザー機器(460-1200 TW * h)、このインフラストラクチャで使用されるすべての電子機器を生産する工場(560-800 TW * h)。 合計1,100-2,800 TW * h(つまり、少なくとも1,000 TW * h)。 また、モバイルデバイスの電力消費レベルが3年間にわたって実質的に変化しなかった場合(デバイスの数は増加しましたが)、モバイルトラフィックは世界中で平均53%増加しています。 業界のエネルギー消費量が同じ割合で増加しているとは言えませんが、もちろん、エネルギー消費量の増加と関連があります。 それが今何であり、2020年までにどうなるかは、研究者にとって興味深い質問です。



今後何が待ち受けていますか?





Cisco Visual Networking Index(VNI)-2015年から2020年までのグローバルなモバイルトラフィックの増加の予測



ユーザー数の増加率が変わらない場合、2020年までにモバイル加入者は54億人、モバイルネットワークに接続できるスマートデバイスは100億人以上になります。 比較のために、わずか53億人が電力にアクセスし、35億人が集中給水にアクセスできます。 ところで、現在、ウガンダ(東アフリカ)では、家に照明を持っている人はわずか300万人で、携帯電話は1,000万人です。 データソース: Cisco



モバイルデバイスの使用方法の変化により、エネルギー消費が増加します。 通常の音声通信は過去のものであり、さまざまなインターネット通信に取って代わりました。 すべてのアプリケーションの中で、モバイルビデオは成長の点で最初に登場します。 シスコよると 、2年以内に4G接続のシェアは2Gを超え、2020年までに4Gはすべてのモバイルトラフィック(前世代の通信のトラフィックの6倍)の最大のシェアを占めます。 比較のために:昨年、ロシアの4Gシェアはモバイル通信市場の16.5%を占めました。



この予測では、5Gが2020年までにユビキタスになると予想されていることは考慮されていません。 4Gトラフィックの予測と5G機能(データ転送の量と速度が何倍も増加する)を比較すると、数百エクサバイトのモバイルデータトラフィックの数値が得られます。 これらの情報はすべて、何十億もの接続された、エネルギーを消費するデバイスのネットワークで循環します。



10年後、モバイルトラフィックは100倍以上増加します。 さらに、モバイルトラフィックは、固定IPアドレスからのトラフィックの2倍の速度で成長します。 また、Wi-Fiアクセスポイントは、ストリーム全体に数十エクサバイトのデータを追加します。



基地局



究極のモバイルデバイスは、氷山の一角にすぎません。 どのセルラー通信が機能するかにより、すべての基地局に電力を供給する必要があります。 消費される電力量は多くの要因に依存しますが、大まかな見積もりをすることができます。 以前は、2G規格に従って動作するベースステーションの有効消費電力は720 W(各40 Wの18の送信機)に加えて、冷却ファンの電力でした。 そして現在、全負荷時のプロセス機器の実際の容量は5 kWであり、ハードウェアキャビネットの空調にさらに1.6 kWが費やされています。



一見、モバイルデバイスの充電には少しのエネルギーが必要です。 しかし、1週間でスマートフォンで1時間ビデオを見ると、2つの冷蔵庫の仕事よりも1年で多くのエネルギーが消費されます。 これには、バッテリーの充電だけでなく、携帯電話およびコンピューティングインフラストラクチャの総エネルギー消費も考慮されます。



同時に、使用する電話と2G / 3G / 4Gベースステーションが消費する電力はまったく関係ありません。 重要なのは、消費するコンテンツです。 IBM Research 作成した5量子ビットの量子プロセッサーのリソースは、通常のクラウドコンピューティングサービスはもちろんのこと、あらゆるモバイルデバイスから使用できます。 巨大なモバイルアクセスインフラストラクチャ全体には、世界中の巨大なデータセンターが必要であり、毎年ますます多くの電力を消費しています。



通貨としての電気







事業者やその他の企業にとって貴重な電気がいかに重要であるは、ケニアで起こった物語によって明確に示されています。



M-Pesa-モバイルマネーサービス(電話口座への送金と購入が可能)は、ケニアのオペレーターSafaricomによって開始されました。サファリコムはVodafoneの娘です。 ケニアでは、M-Pesaの加入者は1500万人を超え、競合他社はほとんどありません。 M-PesaをベースにしたM-Kopaサービスはすぐに開発され、分割払いでソーラーパネルを購入できるようになりました。 モバイル通信が発展している非常に関連性の高いサービスですが、同時に、従来の有線電気では状況が非常に悪いです。 この問題の本質は、1つのニュースの見出しで伝えることができます。「猿ケニアで広範囲にわたる停電の原因になった 」。 このような状況での最良の解決策は太陽電池です。太陽電池から電話に電力を供給するだけでなく、「お金で財布」を取り戻すこともできます。 ただし、ソーラーパネルの内側に配置されているSIMカードは、オペレーターの要求に応じて、加入者が支払いを延期した場合、加入者への電力をリモートでオフにすることができます。 つまり、時間通りに口座にお金を入れなければ、電気、お金、通信なしで砂漠にとどまることができます。



結果:(今のところ)エネルギー飢なし



電話を充電する必要性は、コンセントで電気にアクセスすることが困難な地域の代替エネルギー源への関心を高めるだけです。 先進国のエネルギー消費に関しては、新しい傾向が注目されています。エネルギー消費を最小限に抑えてデータを交換できる技術の使用です。 たとえば、ワシントン大学のエンジニアがパッシブWi-Fiシステムのデモを行いました。これにより、データ交換が可能になり、10,000分の1のエネルギーを節約できます。



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