Was ist eine induktive Ladestation?

Wie funktioniert eine induktive Ladestation/ wireless charging?

Auch, wenn sich wireless charging auf den ersten Blick so einfach anhört, steckt natürlich eine komplexe Technologie dahinter. Bei einem gewöhnlichen Ladekabel ist der Fall klar: Der Strom fließt von der Steckdose über das Kabel direkt in das Endgerät. Beim induktiven Laden sieht es hingegen anders aus. Induktives Laden heißt im Großen und Ganzen, dass ein sich veränderndes Magnetfeld in einem benachbarten Stück Metall Strom erzeugt.

Beim kabellosen Laden entsteht jedoch auch überschüssige Wärme. Aus diesem Grund ist diese Form des Ladens nicht die effizienteste Methode. So dauert das Aufladen eines Mobil-Telefons über ein Qi-Pad länger, eine USB-Ladestation hat in Sachen Ladegeschwindigkeit die Nade vorn. Während neue Methoden und Materialien höhere Frequenzen und dünnere Spulen verwenden als früher, ist das drahtlose Laden immer noch weniger effizient und kostspieliger als das Standardladen über ein Kabel. Generell gibt es zwei unterschiedliche Möglichkeiten, kabellos zu laden:

Induktives Laden

Beim induktiven Laden gibt es eine Basisstation, z.B. in Form eines Pads, die über ein eigenes Netzteil an die Wand angeschlossen ist. Die Basisstation verfügt über eine Sendespule, das Endgerät hingegen ist mit einer Empfängerspule versehen. Durch die Basisstation fließt ein Wechselstrom hindurch, wodurch um sie herum ein Magnetfeld erzeugt wird. Wenn eine Empfängerspule nahe genug kommt, tritt in der Sendespule eine Resonanzänderung auf - sie vibriert nun schneller.  Der Wechselstrom wird nun auf das Empfängergerät übertragen. Über eine entsprechende Schaltung wird dieser in einen gleichmäßigen Strom umgewandelt und anschließend an den Akku weitergeleitet. Der Akku wird nun geladen.

Resonantes Laden/ Qi-Standard

Resonantes Laden beruht auf derselben Technologie, wie das induktive Laden, die jedoch etwas erweitert wurde. Hierbei werden weitere elektrische Schaltungen verwendet, diese nennen sich Schwingkreise. Sie bestehen aus einem Kondensator und einer zusätzlichen Spule. Der Vorteil: Es können mehrere Geräte zur selben Zeit geladen werden. Außerdem ist eine größere Entfernung zwischen der Ladestation und dem Gerät möglich.

Die genannten Vorteile spiegeln sich natürlich in den Preisen wieder, die höher als beim herkömmlichen induktiven Laden sind. Bekannter ist das resonante Laden bei Smartphones auch als Qi-Standard. Dieser Standard definiert eine drahtlose Energieübertragung über Entfernungen von bis zu 4,5 cm. Solange die Smartphones Qi-kompatibel sind, können Apple-Geräte , z.B. das Iphone 11, und Android-Geräte, wie z.B. das Samsung s10, auf derselben Ladestation geladen werden. Es gibt sogar extragroße Ladestationen, auf der beispielsweise 2 Geräte gleichzeitig induktive geladen werden können. Also eine induktive Multi Ladestation.

Welche Geräte können kabellos aufgeladen werden?

Es sind nicht nur Smartphones, die drahtlos aufgeladen werden können. Wireless charging erfreut sich an zunehmender Beliebtheit. Die Hersteller haben also reagiert und die Technologie auf weitere Gerätegruppen ausgeweitet. Dies erleichtert nicht nur das Laden von Alltagsgeräten oder Haushaltshelfern. Auch die Arbeitswelt profitiert vom kabellosen Laden. Einige Beispiele sind:

• Smartwatches und Bluetooth-Kopfhörer
• Notebooks und Tablets
• Elektrowerkzeuge, wie z.B. Akku-Schraubendreher
• Staubsauger und Rasenmäher
• Controller für Konsolen
• Elektronisches Spielzeug und Drohnen

Wie bereits erwähnt, beschränkt sich die Möglichkeit zum kabellosen Laden leider nur auf neuere Modelle. Gerade ein Smartphone muss, je nach Gebrauchsausmaß, relativ häufig geladen werden. Aus diesem Grund ist gerade hier das induktive Laden besonders praktisch und verlockend. Nicht jeder besitzt jedoch eines der neuen Smartphone-Modelle, die das komfortable Laden unterstützen. Aber auch hier hat man sich etwas einfallen lassen. Mit speziellen Handyhüllen oder auch Klebepads kann glücklicherweise nachgerüstet werden.

Vorteile einer induktiven Ladestation

• Unordnung in der Wohnung und am Arbeitsplatz wird reduziert.
• Induktives Laden ist einfach und bequem. Das lästige Einstöpseln das Ladekabels in das Smartphone entfällt.
• Keine Ladekabel bedeutet auch keine Stolpergefahr mehr.
• Mit öffentlich zugänglichen Ladestationen, wie sie beispielsweise in einigen Verkaufsstellen in Fast-Food- und Kaffeeketten in Tischen installiert sind, können Sie Ihr Smartphone unterwegs aufladen.
• Jeder Anbieter hat heutzutage einen individuellen Ladeanschluss. Sie können also nicht ein Ladekabel für mehrere Smartphones unterschiedlicher Anbieter verwenden. Eine induktive Ladestation hingegen ist herstellerunabhängig, es können also Apple- und Samsung-Geräte auf der selben Ladestation geladen werden.
• Das wiederholte Einstecken und Ziehen von Kabeln erhöht den Verschleiß des Ladekabels. Dies entfällt beim wireless charging und die Lebensdauer des Kabels wird somit verlängert.
• Die Ladebuchse wird nicht mehr so oft verwendet und erleidet dadurch weniger Verschleiß.
• Wenn Smartphones vollständig auf das Laden über Steckdosen verzichten können, verringert sich das Risiko, dass Feuchtigkeit und Schmutz in das Telefon gelangen. Ladebuchsen sind häufig die Ursache für solche Schäden.
• Ein Ladepad kann in unterschiedliche Untergründe, wie z.B. im Schreibtisch, integriert werden.

Nachteile einer induktiven Ladestation

• Ladepad gehört im Gegensatz zum Ladekabel meistens nicht zum Standard-Paket und muss separat dazugekauft werden.
• Modellbezogen kein Standard bei Smartphones. Oft muss nachgerüstet werden mit speziellen Handyhüllen oder Klebepads.
• Teilweise teuer, aufgrund der komplexen Technologie.
• Ladezeit länger als beim Ladekabel.
• Wenn die Schutzhülle des Smartphones zu dick ist, muss sie vor dem kabellosen Ladevorgang entfernt werden. Was man sich durch das Wegfallen des Kabeleinstöpselns an Zeit spart, wird hierbei also wieder verloren.
• Gerät muss auf Ladepad liegen (bzw. bei Qi-pad bis zu 4,5 cm Abstand möglich), daher ist im Vergleich zum Ladekabel keine oder nur eine erschwerte Nutzung während des Ladevorgang möglich.
• Etwas schädlicher für den Akku, als das Laden über Ladekabel.

Gefahr beim induktiven Laden

Natürlich stellt sich beim kabellosen Laden auch die Frage, ob es schädlich sein könnte. Die einen denken dabei eher an ihre eigene Gesundheit, die anderen an die potenzielle Gefahr für ihr Gerät. Wir gehen auf beide Punkte ein.

Ist kabelloses Laden schädlich für die Gesundheit?

Einige Menschen haben die Befürchtung, dass wireless charging schädlich für den menschlichen Körper sein kann. Verständlich in Anbetracht dessen, dass dabei elektromagnetische Strahlung freigesetzt wird. Doch diese Angst ist eher unbegründet. Wenn man bedenkt, dass das Gerät entweder direkt auf dem Ladepad liegen muss oder mindestens in 4,5 cm Nähe zum Qi-Pad sein muss, um aufgeladen werden zu können, ist es nur logisch, dass die elektromagnetische Strahlung praktisch gar nicht so weit reicht, um uns schaden zu können. Die Ausgangsleistung ist schlichtweg nicht hoch genug, um einen Risikofaktor darzustellen. Darüber hinaus sind Sende- und Empfangsspule zusätzlich abgeschirmt, was die elektromagnetische Strahlung weiter einschränkt.

Ist induktives Laden schädlich für den Akku?

Hier muss man sagen, dass die Angst nur teilweise berechtigt ist. In erster Linie liegt die vermeintliche Gefahr darin, dass während eines Ladevorgangs Wärme erzeugt wird. Der Akku wird also mit der Zeit warm oder sogar heiß. Da das kabellose Laden mehr Zeit in Anspruch nimmt als das Laden per Kabel, ist der Zeitraum, in dem der Akku mit dieser Wärme strapaziert wird, auch dementsprechend länger.

Der zweite Punkt trifft hauptsächlich zu, wenn man sein Smartphone während des induktiven Ladevorgangs benutzt. Normalerweise bezieht ein Handy während des Ladens seine Energie aus dem Strom, der über das Kabel zugeführt wird. Beim kabellosen Laden passiert Folgendes: Das Smartphone zieht die Energie aus dem Akku direkt, während der Akku zur selben Zeit geladen wird. Dies führt also zu einer Doppelbelastung des Akkus und verringert dadurch seine Lebenszeit.

Induktive Ladestation Tischeinbau

Wie bereits erwähnt, gibt es die unterschiedlichsten Möglichkeiten, eine induktive Ladestation zu integrieren, z.B. in Armaturen, Tischlampen uws.. Eine besonders geeignete und schöne Idee ist es, den wireless charger in seinen Schreibtisch einzubauen. Egal ob man noch Schüler ist und Hausaufgaben am Schreibtisch zu bewältigen hat, oder ob man im Homeoffice seiner Arbeit nachgehen muss. Eine im Tisch eingebaute induktive Ladestation ist in beiden Fällen sehr praktisch.

Natürlich kann man einen Profi ans Werk lassen, wenn man technisch und auch handwerklich nicht allzu begabt ist. Wer jedoch über das nötige Know-How verfügt, der kann sich auch selbst an einen solchen Tischeinbau wagen.

Zukunft von induktiven Ladestationen

Induktives Laden steht gerade erst am Anfang. Immer mehr Hersteller greifen in verschiedenen Produktgruppen auf die Technologie zurück. Denn mittlerweile gibt es nicht nur die gewöhnlichen induktiven Ladestationen, sondern auch Besonderheiten, wie z.B. induktive Powerbanks und vieles mehr. Es werden wohl noch viele weitere Innovationen im Bereich des kabellosen Ladens folgen, denn betrachtet man die Vor- und Nachteile, überwiegen die Pro-Aspekte deutlich.

Lediglich wirtschaftliche Bedenken könnten einen kleinen Stolperstein darstellen. Denn laut einer Studie sind die Strommehrkosten beim induktiven Laden gegenüber dem herkömmlichen Laden per Kabel höher. Da induktives Laden jedoch praktisch noch in den Kinderschuhen steckt, könnte auch womöglich dieses Problem, genauso wie die übrigen Nachteile, irgendwann der Vergangenheit angehören.