Kann ich den Akku meines Smartphones ohne Kabel laden?

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Kann ich den Akku meines Smartphones ohne Kabel laden?

Während die kabellose Übertragung von Daten mit Smartphones dank Bluetooth, WiFi und UMTS schon seit vielen Jahren möglich ist, ist für die Stromversorgung der tragbaren Geräte in der Regel noch ein Kabel nötig. Seit einiger Zeit gibt es jedoch auch erste kabellose Ladegeräte. Die Kapazität der Akkus ist bei den heutigen Smartphones ein häufiger Kritikpunkt. Bei normaler Verwendung müssen fast alle erhältlichen Geräte täglich an das Stromnetz angeschlossen werden. Zwar wird die Weiterentwicklung der Akku-Technologie vorangetrieben, und sicher werden in den kommenden Jahren leistungsfähigere Akkus angeboten werden, noch ist jedoch nach einem Tag meist Schluss, und das Smartphone muss an die Steckdose. Für einige moderne Smartphones besteht schon heute die Möglichkeit, diese von unterwegs mittels Induktion zu laden. Auf einige kompatible Geräte wird im in diesem Ratgeber hingewiesen. Drei Konsortien bieten einen eigenen Technologie-Standard an. Bereits 2009 wurde das Palm Pre mit Wireless-Charging-Technologie angeboten, allerdings mit wenig Erfolg. Seit dieser Zeit bietet ebenso das Unternehmen PowerMat Lösungen an. Zum Laden des Smartphones ist dann ein Jacket nötig – eine Schutzhülle, die mit einem eingebauten Energie-Empfänger ausgestattet ist.

Unterschiedliche Arten des Ladens ohne Kabel

Grundsätzlich sind drei verschiedene Möglichkeiten gegeben, um Elektrizität ohne Kabel zu übertragen.

Übertragung von Elektrizität via Radiowellen

Die Übertragung mithilfe von Radiowellen funktioniert bis zu einem Radius von 10 Metern. Verwendet wird diese Technologie zum Beispiel bei Hörgeräten, RFID-Chips und Implantaten. Es kann jedoch nur eine geringe Leistung übertragen werden. Die geringe Energieeffizienz und die Erzeugung von Elektrosmog sind die zu nennenden Nachteile der Technik.

Übertragung via Resonanz

An der Übertragung von Elektrizität über Resonanz wird intensiv geforscht. Mit dieser soll eine hohe Leistungsaufnahme möglich sein. Vorstellbar ist diese Technik zum Beispiel für Elektroautos. Bei Versuchen konnte eine Übertragungsleistung von 3.000 Watt mit einer Energieeffizienz von 80 bis 90 Prozent erreicht werden. Die Distanz zwischen Empfangs- und Sendespule durfte dabei 10 cm nicht überschreiten.

Übertragung via Induktion

Die kabellose Übertragung von Elektrizität per Induktion ist die verbreitetste Technik. Das Smartphone wird per elektromagnetischer Induktion geladen – bei elektrischen Zahnbürsten wird diese Technologie seit längerer Zeit genutzt. Eine Ladematte erzeugt dazu ein Magnetfeld, welches seine Feldlinien in Richtung und Stärke ändert. Das Smartphone wird auf die Matte gelegt, befindet sich so innerhalb des Magnetfeldes der Ladematte und induziert eine Spannung, welche den Akku lädt. Damit diese Technik funktioniert, ist ein passendes Gegenstück zur Ladematte nötig. Dieses verfügt über eine eigene Spule. Zusätzlich müssen sich die elektromagnetischen Spulen in unmittelbarer Nähe – hierbei sind 5 mm der Standard – zueinander befinden. Eine Erhöhung der Distanz ist theoretisch bis auf 4 cm möglich. Im Endeffekt liegt das Endgerät auf der Induktionsfläche auf.

Die unterschiedlichen konkurrierenden Standards zum kabellosen Laden eines Smartphones

Qi-Standard – das Wireless Power Consortium

Die Technik von Qi (benannt nach dem chinesischen Wort Chi: Lebenskraft, Energie) beruht auf einer resonanten induktiven Kopplung zwischen Empfänger und Sender. Der Standard wurde im Jahr 2008 von dem Konsortium verabschiedet. Die übertragene Leistung darf nach der ersten Version des Standards 5 Watt nicht überschreiten. Zahlreiche Hersteller von Smartphones, wie Sony, Samsung, Belkin, Huawei, Panasonic, Nokia, Philips und HTC, sind Mitglieder. Kompatibilität soll mit diesem Standard gegeben sein; Hersteller von Ladegerät, dem Qi-Wireless-Charger, und Smartphone müssen nicht übereinstimmen. So sollen sich alle Qi-fähigen Endgeräte mit jedem Qi-Aufladegerät laden lassen. Es reicht aus, wenn beide Geräte die Qi-Spezifikation erfüllen.

Ein Qi-Empfänger ist zum Beispiel im Nokia Lunia 920 oder Nexus 4 direkt verbaut. Aber auch andere Smartphones können nachgerüstet werden, beispielsweise

Dazu wird ein Ladejacket benötigt. Ein stylishes Ladegerät ist zum Beispiel das Fatboy-Ladekissen. Der Standard definiert weiter, wie Empfänger und Sender miteinander kommunizieren. Von dem Sender geht ein kontinuierliches Überprüfungssignal aus. Wird über Resonanz- oder Kapazitätsänderung festgestellt, dass ein Smartphone abgelegt wurde, wird von der Matte die Kompatibilität zum WPC-Standard überprüft. Mit einem 8-bit-Datenstring wird dazu die Ladung moduliert. Ein kompatibles Smartphone antwortet daraufhin mit einer Information bezüglich der Empfangsstärke. Die korrekte Position des Geräts auf der Matte wird mithilfe weiterer Signale geprüft. Sind alle erforderlichen Kriterien erfüllt, wird der Ladevorgang via Induktion gestartet.

Einige Matten sind bereits mit mehreren Sendespulen ausgestattet oder können diese bewegen, sodass sich das Ladegerät automatisch an die Position des Smartphones anpasst. Der Austausch von Signalen wird während des Ladevorgangs fortgeführt, sodass die Matte in den Stand-by-Modus wechseln kann, sobald der Akku vollständig geladen ist. Durch diese Art der Energieübertragung werden Ladebuchsen und -kontakte überflüssig, können somit nicht mehr verschleißen.

Die Ladezeit ist teilweise wesentlich länger als bei der normalen Verbindung über ein Stromkabel. Allerdings verbraucht solch ein Wireless Charger mehr Strom als ein herkömmliches Ladegerät.

Geplant ist die Verbreitung der Ladestationen an öffentlichen Plätzen, beispielsweise in Cafés. Ende 2012 war es in Japan bereits möglich, an über 300 Orten den eigenen Smartphone-Akku via Qi zu laden. Um Elektrosmog zu vermeiden, sind Empfangs- und Sendespule abgeschirmt.

Vor- und Nachteile des elektrischen Ladens ohne Kabel via Qi

Es ist vorstellbar, dass das kabellose Laden in naher Zukunft den Komfort für Notebooks, Tablets und Smartphones in neue Dimensionen führt. Eine Ladematte im Auto, eine am Nachttisch, eine im Wohnzimmer – und schon ist das Smartphone stets vollgeladen. Dank der Li-Ionen-Akkus gibt es bei den Batterien keinen Memory-Effekt mehr, d. h., es muss nicht gewartet werden, bis das Smartphone vollständig geladen ist, um die Haltbarkeit des Akkus zu bewahren. Jegliche Kabel sind somit überflüssig. Es sind jedoch auch ein paar Nachteile dieser neuen Technologie zu nennen.

Da die Ladespule im Smartphone zusätzlich Platz benötigt, wird das Gerät dadurch etwas dicker. Der Preis des Geräts ist durch die zusätzliche Komponente etwas höher. Die Energieeffizienz ist meist nicht besonders gut. Für den Einzelnen bedeutet dies über ein Jahr Mehrkosten von vielleicht einem Euro. An der Energieeffizienz wird gearbeitet, und es kann davon ausgegangen werden, dass diese deutlich verbessert wird.

Der zusätzliche Elektro-Smog ist ebenfalls zu erwähnen. Die Geräte sind zwar abgeschirmt und die Strahlung nicht groß, Tag und Nacht sollte sich solch eine Ladestation aber nicht unbedingt in unmittelbarer Umgebung befinden. Außerdem ist der Qi-Standard weder zu PowerMat noch zu A4Wp kompatibel.

Power 2.0 – die Power Matters Alliance (PMA)

Die Power Matters Alliance wurde von PowerMat (Powermat-Wireless-Charger) gegründet, eines der ersten Unternehmen mit Produkten für das kabellose Laden. Die Liste der Mitglieder ist zwar weniger lang als die für den Qi-Standard, mit AT&T, Blackberry, HTC, Samsung, LG, Huawei und Google sind jedoch wichtige Unternehmen mit an Bord. Die Idee ist, zahlreiche öffentliche Plätze mit Ladestationen auszustatten. In den USA ist Starbucks als Vorreiter zu nennen. Das Unternehmen bietet bereits in einigen Filialen drahtlose Akku-Ladestationen an. Die Verbreitung wird weiter vorangetrieben.

WiPower – Die Alliance for Wireless Power (A4WP)

Die Alliance for Wireless Power bietet den dritten Standard für das drahtlose Laden von Akkus an, welcher dem Qi-Standard überlegen sein soll. Der Standard wurde von Samsung und Qualcomm ins Leben gerufen. Somit unterstützt Samsung derzeit alle drei Standards. Der Unterschied zu den anderen Anbietern ist hier, dass bei dieser Technologie auf einer Ladefläche mehrere Geräte geladen werden können – bei den anderen beiden Technologien lädt eine Ladefläche einen Akku. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die unterschiedlichen Geräte sogar unterschiedliche Ladeströme benötigen können. Zu guter Letzt ist bei der WiPower-Technologie im Vergleich zu den anderen Technologien kein direkter physischer Kontakt nötig. Geplant ist der Einbau der neuen Technologie in Tischplatten, Autos und zahlreichen anderen Alltagsgegenständen. Die A4WP-Technologie basiert technisch auf der lose gekoppelten Magnetresonanz. Dadurch wird die räumliche Freiheit gewährleistet. Somit soll es mit dieser Technik möglich sein Tablet, mp3-Player, Smartphone und Bluetooth-Headset gleichzeitig zu laden. Inzwischen ist auch Intel der A4WP beigetreten. Der Chip-Hersteller plant die Technologie in Notebooks zu verbauen, sodass zum Beispiel ein Smartphone in der Hosentasche aufgeladen werden kann.

Die Entwicklung schreitet also mit großen Schritten voran. Weitere Modelle werden folgen, und in wenigen Jahren wird sich vielleicht schon in jedem Haushalt eine kabellose Ladestation zur Übertragung von Elektrizität befinden.

Das Rennen ist nicht entschieden

Die Konsortien buhlen um die Gunst der Hersteller und Kunden. Entscheiden über den Erfolg wird u. a. die Kompatibilität. Jedes Smartphone muss am Ende auf ein und dieselbe Ladestation aufgelegt werden können. Die Möglichkeit, ohne physischen Kontakt den Akku zu laden, ist vielversprechend (A4WP). So kann das Smartphone auch während des Ladevorgangs benutzt werden. Bei den alternativen Lösungen, bei denen das Endgerät auf der Ladestation abgelegt werden muss, kann dieses nicht weiter benutzt werden, zumindest nicht komfortabel. Dass der Ladevorgang teilweise bis zu 80 Prozent länger dauert als über das übliche Kabel, ist ein Umstand, der sicherlich in den kommenden Jahren optimiert wird. Insgesamt ist es an der Zeit für eine Wachablösung, die Unabhängigkeit von der Steckdose ist fast zum Greifen nah. Tablets, Notebooks, mp3-Player, Bluetooth-Headset, Smartphone und weitere Geräte werden dann kabellos geladen – ein Stromkabel mit Adapter wird dann der Vergangenheit angehören. Ist die A4WP-Technologie im Schreibtisch verbaut, werden alle dort abgelegten Geräte automatisch geladen – eine sehr komfortable Vorstellung. Gleichzeitig wird in den kommenden Jahren die Akkutechnik weiter ausreifen, sodass mobilen Geräten bald nicht mehr regelmäßig die Energie ausgeht. Bei eBay können die aktuell verfügbaren Ladegeräte und Komponenten für das Smartphone gefunden werden.

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