Ich lade meine Zahnbürste kabellos über eine Distanz auf – und das ist eine Reise

Simon Hill

Seit ungefähr einem Monat wird meine elektrische Zahnbürste kabellos aufgeladen, aber nicht so, wie Sie denken. Das Ladegerät meiner Zahnbürste ist nicht an eine Steckdose angeschlossen. Es gibt keine Drähte oder Kabel. Die Ladestation kann überall auf der Badezimmertheke stehen und meine Zahnbürste weiterhin aufladen. Das liegt daran, dass ich einen Betatest eines Prototyps von Wi-Charge durchführe, einem israelischen Unternehmen, das Infrarottechnologie einsetzt, um drahtlose Energie über Entfernungen von bis zu 9 Metern bereitzustellen.

Mehrere Unternehmen haben in den letzten zehn Jahren drahtlose Stromversorgung über Distanzen demonstriert, konkrete Produkte sind jedoch nicht zustande gekommen. Mehr als ein Jahrhundert ist vergangen, seit Nikola Tesla auf die Idee kam, elektrische Energie durch die Luft zu übertragen. Man könnte also meinen, dass die Umsetzung einfach nicht machbar (oder zumindest nicht rentabel) sei. Ich beobachte diesen Bereich seit über fünf Jahren und bin zunehmend skeptisch geworden.

Aber jetzt habe ich ein funktionierendes Beispiel bei mir zu Hause. Während die meisten drahtlosen Stromversorgungstechnologien auf Distanz auf Hochfrequenzübertragung basieren, sendet Wi-Charge fokussierte Laserstrahlen aus Infrarotlicht. Der Vorteil ist eine höhere Effizienz und eine Leistungsabgabe von bis zu 2 oder 3 Watt, der Haken ist jedoch, dass die Technologie eine Sichtlinie zu einem Empfänger erfordert. Ich werde tiefer auf die Vor- und Nachteile eingehen, aber hier ist ein Blick darauf, wie es war, mit dieser Technologie zu leben und wie sie funktioniert.

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Der Wi-Charge-Empfänger ist etwas größer als ein normales Zahnbürstenladegerät. Es verfügt über eine Photovoltaikzelle (wie ein winziges Solarpanel) mit den Maßen 1,5 x 1 Zoll und nutzt die Energie, die von einem puckförmigen, in die Decke eingelassenen Gerät übertragen wird. Der Sender ähnelt einem übergroßen Einbaustrahler und kann innerhalb des 80-Grad-Kegels darunter mehrere Empfänger mit Strom versorgen. Beispielsweise könnte ein einzelner Sender bis zu 10 Zahnbürstenladegeräte versorgen. Die maximale Reichweite beträgt etwa 30 Fuß, in diesem Fall befindet sich der Sender jedoch etwa 1,80 m über dem Empfänger.

Um das System zu installieren, ließ ich von einem Elektriker eine Steckdose in meinem Dachboden anbringen und ein Loch in die Badezimmerdecke für den Sender schneiden. Ein Licht am Sender leuchtet grün, wenn er mit Strom versorgt wird, aber nicht aufgeladen wird. Sowohl der Sender als auch der Empfänger leuchten blau, wenn sie verbunden sind und der Ladevorgang läuft. Das Zahnbürstenladegerät verfügt über einen 500-mAh-Akku, der vom Sender ständig aufgeladen wird.

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Meine Familie hat zwei normale elektrische Oral-B-Zahnbürsten aufgeladen (zweimal täglich verwendet). Der Sender hat sie beide in den letzten fünf Wochen voll aufgeladen gehalten. Wenn ich mit meiner Hand die Sichtlinie versperre oder den Empfänger bewege, wird der Sender grün und stoppt den Ladevorgang sofort. Wenn die Sichtlinie wiederhergestellt ist, dauert es normalerweise ein paar Sekunden, gelegentlich bis zu ein paar Minuten, bis die Anzeige blau wird und der Ladevorgang wieder beginnt.

Ich habe verschiedene Positionen auf der Arbeitsplatte ausprobiert und es funktioniert, solange eine Sichtlinie besteht. Auf der Oberseite des Empfängers waren ab und zu Zahnpastaflecken, aber ich habe sie mit einem feuchten Tuch abgewischt. In der ersten Woche funktionierte es etwa einen Tag lang nicht mehr, aber Wi-Charge hat ein Firmware-Update durchgeführt, und seitdem läuft alles reibungslos. Der Sender stellt auch eine Verbindung zu meinem Wi-Fi-Netzwerk her, sodass Wi-Charge das System aus der Ferne überwachen, debuggen und optimieren kann.

Drahtlose Stromversorgung über Distanz wird manchmal als Lösung auf der Suche nach einem Problem beschrieben. In diesem Fall ist es eher eine Bequemlichkeit als eine Notwendigkeit. In britischen Badezimmern gibt es keine normalen Steckdosen, sondern nur Steckdosen für Rasierapparate, und bei uns gibt es keine. Ich bin sehr froh, dass wir uns nicht mehr darauf verlassen müssen, dass im Flur im Obergeschoss eine Schlange von Zahnbürsten aufgeladen wird – auch auf unserem Teppich ist die Zahl der Zahnpastaflecken deutlich zurückgegangen.

Der Elektriker, der den Wi-Charge-Empfänger installiert hat, wies darauf hin, dass es einfach gewesen wäre, eine Steckdose für den Rasierer zu installieren, um das Zahnbürstenladegerät mit Strom zu versorgen, aber es wäre immer noch ein Kabel vorhanden. Ich liebe die Eleganz eines wirklich kabellosen Ladegeräts wie diesem. Keine unansehnlichen Kabel, die man verstecken muss, kein Kabelgewirr, das man überwinden muss. Doch dieser Komfort hat seinen Preis.

Drahtloser Wi-Charge-Sender

Carlton Reid

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Ich habe einen Emporia Smart Plug verwendet, um den Energieverbrauch des Senders zu verfolgen. Mit dem Smart Plug kann ich das Wi-Charge-System auch aus der Ferne ein- und ausschalten, obwohl ich es im letzten Monat ständig eingeschaltet gelassen habe. Bei einer durchschnittlichen Leistungsaufnahme von 7 Watt verbraucht es wöchentlich etwa 1 Kilowattstunde. Hier in Schottland kostet das etwa 30 Pence (£15,60 pro Jahr). In den USA betragen die durchschnittlichen Kosten für 1 kWh 17 Cent, je nach Bundesstaat können Sie jedoch bis zu 30 Cent zahlen. Bei 17 Cent betragen die Kosten weniger als 9 US-Dollar pro Jahr. Aber denken Sie daran: Ich verwende das nur für zwei Zahnbürsten.

Zum Vergleich habe ich ein normales Zahnbürstenladegerät mit zwei Zahnbürsten an einem anderen Smart Plug verfolgt. Wenn man diese Daten hochrechnet, würde es etwa 5 kWh pro Jahr verbrauchen (1,50 £ für mich oder weniger als 1 $ in den USA). Vieles hängt von Ihrer Zahnbürste ab und intelligente Stecker sind nicht immer genau, insbesondere bei kleinen variablen Belastungen. Aber Sie verstehen, worauf es ankommt.

Laut Wi-Charge ist der aktuelle Stromverbrauch höher als bei einem fertigen Produkt, da das Entwicklungskit immer eingeschaltet ist und Daten für den Betatest sendet. Ohne Telemetrie, die nur bei Bedarf eingeschaltet wird, verbraucht das Unternehmen nach Angaben des Unternehmens höchstens ein Fünftel des Stroms, wodurch sich die Kosten für eine einzelne Zahnbürste auf etwa 1 bis 2 US-Dollar pro Jahr senken.

Es gibt mehrere gute Gründe dafür, dass die drahtlose Stromversorgung über Entfernungen noch immer nicht auf dem Vormarsch ist und warum es trotz bewährter Beispiele immer noch genügend Hindernisse gibt, die eine gesunde Skepsis fördern. Um es stark zu vereinfachen und nur zwei herauszugreifen: Es ist ineffizient (ein großer Teil der übertragenen Leistung geht verloren) und nur relativ kleine Energiemengen sind angesichts aktueller Einschränkungen und im Hinblick auf Sicherheit realistisch. In diesen Punkten ist Wi-Charge zwar der Konkurrenz voraus, aber es ist immer noch nicht so effizient, leistungsfähig und sicher wie eine Kabelverbindung.

Sie können argumentieren, dass induktive Kopplung weit verbreitet ist, und wir nehmen Ineffizienz dort in Kauf, wo sie Bequemlichkeit bringt. Die kabellosen Ladegeräte, die wir mit unseren Telefonen verwenden, sind beispielsweise nicht so effizient wie Kabel, und wir verbinden uns lieber über WLAN als über Ethernet. Aber angesichts der aktuellen Klimakrise ist es schwierig, das als eine gute Sache zu bezeichnen. Wenn unser Strom aus erneuerbaren Energien stammen würde, wäre das nicht unbedingt ein Problem, aber wir sind noch nicht am Ziel. (Um es festzuhalten: Ich habe das Glück, Solarpaneele zu haben, und mein Energieprofi Octopus liefert zu 100 Prozent erneuerbaren Strom, aber ich bin in der Minderheit.)

Carlton Reid

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Es gibt Szenarien, in denen diese Technologie eine umweltfreundliche Alternative sein kann. Einer der wenigen Orte, an denen die drahtlose Stromversorgung über Entfernungen bereits funktioniert, sind elektronische Preisschilder (E-Ink, auf denen die Preise angezeigt werden) in Einzelhandelsgeschäften. Sie ist weitaus umweltfreundlicher als Einweg-Lithium-Knopfbatterien. Der Verzicht auf Batterien in Kleingeräten könnte auch den Lithiumbedarf und den problematischen Elektroschrott verringern. Sogar Kabel erfordern geförderte Ressourcen und haben Energieproduktionskosten.

In einigen Fällen werden Geräte möglicherweise auf Superkondensatoren umgestellt, aber selbst wenn sie über einen wiederaufladbaren Akku verfügen, könnte Technologie wie Wi-Charge dazu beitragen, die Akkulaufzeit zu verlängern. Langsames Aufladen und eine Akkuladung zwischen 20 und 80 Prozent können die Nutzungsdauer erheblich verlängern. Aber das sind alles potenzielle Vorteile. Viel hängt davon ab, wie die Technologie eingesetzt wird. Ich kann beispielsweise keine positiven Aspekte darin sehen, dass Einzelhandelsgeschäfte Werbebildschirme installieren (etwas anderes, das Wi-Charge als Prototyp entwickelt hat).

Aus Sicherheitsgründen verfügt Wi-Charge über die FDA- und UL-Zulassung in den USA sowie die UL- und IEC-Zulassung im Vereinigten Königreich. Ori Mor, CBO von Wi-Charge, sagte mir, dass die FDA und die UL die Technologie als „sicher unter allen Bedingungen“ zertifiziert hätten. Im Gegensatz zu Technologien, die auf Hochfrequenzübertragung basieren, überträgt Wi-Charge Energie in einem schmalen, auf den Empfänger fokussierten Strahl und schaltet sich ab, wenn die Sichtlinie blockiert wird, wodurch die potenzielle Gefährdung von Personen minimiert wird.

Das Zahnbürstenladegerät ist noch ein Prototyp. Wi-Charge erweitert den Betatest und ich habe zugestimmt, die nächste Version zu testen. Es bleibt zwar abzuwarten, ob die Hersteller dies über die Forschungs- und Entwicklungsphase hinaus schaffen werden, doch das, was viele als „Vaporware“ abgeschrieben haben, beginnt sich zu verfestigen.

Alfred Smart Lock

Carlton Reid

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Simon Hill

Wi-Charge ist eine Partnerschaft mit Alfred Smart Locks eingegangen. Sein ML2 Smart Lock ist auf dem Markt und verwendet einen ähnlichen, aber leistungsschwächeren Wi-Charge-Sender wie der, den ich getestet habe. Der Preis ist nicht öffentlich und die Kosten für Wi-Charge als optionales Extra hängen von der Installation ab. Ich habe nachgefragt, aber das alte Sprichwort, dass man fragen muss, kommt vor. (Wir können mit Sicherheit sagen, dass es über 1.000 US-Dollar liegt).

Neben Ladegeräten für Zahnbürsten sind berührungslose Wasserhähne ein weiteres Badezimmergerät, das gut mit Wi-Charge funktionieren könnte. Sicherheitskameras und Video-Türklingeln scheinen nach intelligenten Schlössern nur ein kleiner Ausweg zu sein. Jedes Gerät mit geringem Strombedarf und Platz für einen Empfänger ist ein möglicher Kandidat. Mor vergleicht die Hersteller mit Pinguinen, die zusammengekauert auf einem Felsen sitzen und sich zum Schwimmen vorbereiten. Er glaubt, dass der Rest folgen wird, wenn ein oder zwei einspringen.

Es fühlt sich an wie eine Henne-Ei-Situation. Ein einzelner Sender kann mehrere Geräte bedienen, allerdings benötigt man Geräte mit Infrarotempfängern, damit sich die Anschaffung eines Senders lohnt. Wenn Sie nur ein oder zwei Geräte mit Empfänger haben, würden Sie dann 300 $ für einen Sender ausgeben wollen? Werden Gerätehersteller neben ihren Geräten auch Sender verkaufen wollen?

Leider sind viele kleine Geräte, von denen Sie sich sofort vorstellen können, dass sie von der drahtlosen Stromversorgung über Entfernungen profitieren, wie z. B. Ohrhörer, nicht mit einem Wi-Charge-Empfänger kompatibel (obwohl sie möglicherweise mit anderen Arten der drahtlosen Stromversorgung funktionieren). Realistisch gesehen reicht ein solcher begrenzter Preis nicht aus, um die Kosten für größere Geräte wie Smartphones oder Laptops zu rechtfertigen. Um eine Sichtlinie zu erhalten, müssen Sie Ihr Smartphone ablegen, und wenn Sie das tun möchten, können Sie es auch an ein schnelleres und günstigeres Qi-Ladegerät anschließen. Wi-Charge verfügt übrigens über einen Prototyp eines Qi-Ladegeräts mit einem Akku, der über einen Sender aufgeladen werden kann. Es könnte dort interessant sein, wo Steckdosen knapp sind oder Kabel ein Problem darstellen.

Obwohl ich kurzfristig nicht optimistisch bin, was die drahtlose Stromversorgung über Entfernungen angeht, kann ich mir durch den Einsatz der Wi-Charge-Technologie einen Zukunftspfad vorstellen. Ich könnte die Kosten einer solchen Installation nicht rechtfertigen, aber High-End-Vermietungen und wohlhabende Smart-Home-Pioniere sind anders. Ich kann mir vorstellen, dass es eine Nische erobert, und ich sage, dass ein cleverer Hersteller einen Weg findet, die Technologie in einen Glühbirnenersatz zu integrieren, der für die Leute viel einfacher zu verkaufen wäre. Wenn ein ausreichend großer Pinguin den Sprung wagt, wer weiß?