Was ist Effizienter? Normales Laden, Quick Charge oder USB Power Delivery?

Vielleicht habt Ihr Euch auch schon einmal gefragt was die effizienteste Möglichkeit ist Euer Smartphone zu laden, Quick Charge oder ein normales Aufladen?

Mit effizient meine ich in diesem Fall nicht die benötigte Zeit für eine vollständiges Laden, sondern die benötigte Energie.

Ist ein langsameres Laden effizienter als das Nutzen von Schnelllade Technologien? Hier gibt es einige Punkte zu ergründen! Ich hoffe Ihr habt etwas Zeit mitgebracht.

Die Basis

Wenn es um die Frage des effizienten Laden eines Smartphones geht, gibt es zwei wichtige Komponenten. Zum einen natürlich das Smartphone und zum anderen das Ladegerät. Wandelt eine von beiden Komponenten zu viel Energie in Wärme um, kostet dies Effizienz und somit Euch Geld und Zeit.

Beginnen wir aber mit der Basis wie das Aufladen eines Smartphones funktioniert.

Das Steckernetzteil Eueres Smartphones muss zunächst die 230V AC gleichrichten und in eine niedrigere Spannung umwandeln. Diese niedrigere Spannung liegt beim normalen Laden bei 5V und kann beim Schnellladen auf bis zu 20V hochgehen.

In Eurem Smartphone muss nun die Spannung von 5-20V auf 4,2V reduziert werden. 4,2V ist die reguläre Ladespannung von Lithium Polymer Akkus, welche mit einer konstanten Spannung geladen werden.

Zwar kann Quick Charge 3.0/4.0 bis zu 12V liefern und der USB Power Delivery Standard bis zu 20V, aber Smartphones laden in der Regel entweder mit 5V oder 9V. Höhere Spannungen sind selten.

Warum werden aber überhaupt höhere Spannungen als 5V verwendet?

Es gibt hier zwei Komponenten die man beachten muss, Spannung(Volt) und Strom(Ampere). Kann Euer Smartphone mit 15W laden könnte dies entweder 5V und 3A oder 9V und 1,66A nutzen, beides kommt letztendlich aufs Gleiche hinaus.

Höhere Spannungen haben verglichen mit höheren Strömen den Vorteil das die Übertragung und Verarbeitung leichter ist. Daher gibt es auch in der Regel Hochspannungsleitungen und keine Hochstromleitungen (Letztere gibt es auch, aber nicht für das Übertragen von Energie über hohe Distanzen).

Quick Charge 3.0 und 4.0 haben noch ein Ass im Ärmel. Beide Technologien können während des Ladens die Spannung und den Strom konstant anpassen. Es kann also sein, dass das Smartphone während des Ladens mal mit 6V, mal mit 7V oder auch mal mit 9,2V lädt.

Es gibt hier einen Chip der versucht konstant den Ladevorgang zu optimieren, welcher laut Hersteller bis zu 30% mehr Effizienz bieten soll.

 

Welche Ladegeräte sind effizienter?

Starten wir bei den Ladegeräten. Hier kann ich natürlich nicht alle Modelle auf dem Markt testen, aber das müssen wir vielleicht auch gar nicht.

Für diesen Test habe ich durchaus eine große Masse an Ladegeräten zusammengetragen und die Effizienz der einzelnen Ports getestet, sofern diese mehrere haben.

Dies sollte erlauben eine gewisse Tendenz zu erkennen welche Ladetechnologie, wenn wie effizient ist. Hierbei beschränkte ich mich auf die drei großen Ladetechnologien, das normale Laden, Quick Charge 2.0/3.0 und USB Power Delivery.

Da natürlich Quick Charge und USB Power Delivery verschiedene Spannungen bieten, aber das normale Laden nur 5V, müssen wir die ganzen Werte etwas aufschlüsseln.

Starten wir nur mit der 5V Spannungsstufe. Alle Ladegeräte wurden hier mit 5V 2-2,4A belastet, also durchaus eine gehobene Auslastung.

Ausführliche Tabelle

Anker PowerPort Speed 5Normal87%
EasyAcc 11TR2U48ANormal85%
Spigen QC LadegerätQC 3.085%
RAVPower RP-PC007QC 3.085%
Anker PP SpeedNormal85%
RAVPower RP-PC059Normal85%
Anker PP 5+Normal85%
Anker 60W 6-Port LadegerätNormal85%
AUKEY PA-Y12Normal85%
Samsung EP-TA20EWEQC 2.085%
EasyAcc 11TR2U48A1QNormal84%
RAVPower RP-PC002Normal84%
AUKEY PA-Y12PD84%
Anker PP+ 6QC 3.084%
iClever 6 PortNormal84%
Inateck UCC1003PD83%
AUKEY PA-T15Normal83%
AUKEY PA-T15Normal83%
Anker PP+ 6Normal83%
iClever BoostCubeNormal82%
Alcatel ICS01QC 2.082%
Anker PP IIPD82%
Tizi Tankstelle 29WPD82%
PowerAdd K-MU19QCNormal82%
Anker PowerPort Speed 5QC 3.081%
Choetetech Q3-4U2QNormal81%
Tizi Tankstelle 75WNormal81%
Anker PP 5+PD81%
Anker PP SpeedPD81%
Belkin FBJ040vfNormal80%
Choetech PD72-1C3UNormal80%
AUKEY PA-T15QC 3.079%
Choetech Q3001QC 3.079%
Apple 60WPD79%
RAVPower RP-PC059PD79%
Lumsing TEAU40WNormal79%
Moto TURBO Power SupplyQC 2.079%
iClever BoostCubeQC 3.078%
PowerAdd K-MU19QCQC 3.078%
Choetech PD72-1C3UPD77%
Tizi Tankstelle 75WPD77%
Anker PP IIQC 3.077%
RAVPower RP-PC002QC 3.077%
EasyAcc 11TR2U48A1QQC 2.076%
Tizi Tankstelle 60WPD74%
Choetetech Q3-4U2QQC 3.074%
AUKEY PA-T15QC 2.073%

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Ich denke man kann durchaus sagen, dass wir ein paar interessante Tendenzen sehen. Wenn es nur um das Erzeugen einer 5V Spannung geht sind die USB Power Delivery Ports und auch Quick Charge Ports im Schnitt ein Stück ineffizienter als „normale“ USB Ports.

Die „normalen“ USB Ports (von immerhin 20 getesteten Ladegeräten) erreichen eine durchschnittliche Effizienz von 83%, das schlechteste Ladegerät (Lumsing TEAU40W) erreicht 79% und das beste Ladegerät (Anker PowerPort Speed 5) 87%.

Bei den Quick Charge Ladegeräten haben wir eine durchschnittliche Effizienz von 80%, das schlechteste Ladegerät (AUKEY PA-T15) schafft hier 73%, das beste Ladegerät (RAVPower RP-PC007) 85%.

Bei den USB Power Delivery Ladegeräten kommen wir auf eine durchschnittliche Effizienz von ebenfalls 80%, das schlechteste Ladegerät (Tizi Tankstelle 60W) schafft hier 74% und das beste Ladegerät (AUKEY PA-Y12) 84%.

Bei Mulitport Ladegeräten die einen normalen USB Port und einen Schnellladeport haben ist immer der normale USB Port effizienter, zumindest bei allen Modellen die ich bisher in der Hand hatte.

Überraschend? Nein! Für Quick Charge und USB Power Delivery ist zusätzliche Elektronik, Controller usw. nötig, welche man bei normalen USB Ladegeräten nicht benötigt. Sämtliche zusätzliche Elektronik kostet Effizienz.

Aber was wenn wir die Spannung hochdrehen? Dies geht natürlich nicht bei den normalen USB Ports, aber sowohl bei den Quick Charge und USB Power Delivery. Diesmal habe ich eine Leistung von 12-16W wie auch 9V angepeilt für alle Ladegeräte.

Ausführliche Tabelle

Spigen QC LadegerätQC 3.088%
AUKEY PA-Y12PD88%
Inateck UCC1003PD87%
Anker PP+ 6QC 3.087%
RAVPower RP-PC007QC 3.087%
Anker PP SpeedPD87%
Anker PP IIPD86%
Tizi Tankstelle 29WPD86%
Samsung EP-TA20EWEQC 2.086%
Anker PowerPort Speed 5QC 3.086%
Alcatel ICS01QC 2.086%
Anker PP 5+PD85%
Choetech PD72-1C3UPD85%
RAVPower RP-PC059PD85%
Apple 60WPD84%
Tizi Tankstelle 75WPD84%
AUKEY PA-T15QC 3.083%
Choetech Q3001QC 3.083%
Moto TURBO Power SupplyQC 2.083%
Tizi Tankstelle 60WPD82%
RAVPower RP-PC002QC 3.082%
iClever BoostCubeQC 3.082%
EasyAcc 11TR2U48A1QQC 2.081%
Choetetech Q3-4U2QQC 3.080%
AUKEY PA-T15QC 2.079%
Anker PP IIQC 3.078%
PowerAdd K-MU19QCQC 2.066%

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Jetzt wird es spannend! Denn die Effizienz von Quick Charge und Power Delivery steigt stark! Bei Quick Charge steigt die Effizienz von 80% im Schnitt auf 82,2%.

Bei USB Power Delivery ist dies sogar noch deutlicher, hier steigt die Effizienz auf satte 85,3%!

Aufgrund der höheren Spannung, welche Effizienter für die Übertragung ist, werden die Nachteile durch die zusätzliche Komplexität voll wieder reingeholt.

Was wenn wir die Spannung aber noch etwas weiter anheben, zumindest bei USB Power Delivery?

Ausführliche Tabelle

15V20V
Apple 60W88%
Inateck UCC100388%88%
Anker PP Speed84%87%
AUKEY PA-Y1288%86%
Choetech PD72-1C3U87%86%
Tizi Tankstelle 75W87%86%
Anker PP II87%86%
Tizi Tankstelle 60W85%85%
Anker PP 5+85%84%
RAVPower RP-PC05985%84%

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Dies sorgt nochmals für eine gesteigerte Effizienz. Diese geht bei 15V auf 86,1% hoch und bei 20V auf 85,9% hoch.

Zusammengefasst bei einer normalen bis hohen Last sind normale USB Ladegeräte im Schnitt effizienter als Quick Charge oder USB Power Delivery Ladegeräte, gerade bei 5V! Habt Ihr also einen Raspberry PI oder so was betreibt diesen nicht an einem Quick Charge Ladegerät, sofern Ihr die optimale Effizienz wollt.

Erst bei höheren Spannungen 9V+ können die Schnellladegeräte Ihre Effizienz soweit steigern, dass diese mit dem durchschnittlichen normalen Ladegerät gleichaufziehen.

Gesamt Tabelle

PortSpannungEffizienz
Spigen QC LadegerätQC 3.09V88%
AUKEY PA-Y12PD15V88%
Inateck UCC1003PD15V88%
AUKEY PA-Y12PD9V88%
Apple 60WPD20V88%
Inateck UCC1003PD20V88%
Inateck UCC1003PD9V87%
Anker PP IIPD15V87%
Anker PP+ 6QC 3.09V87%
RAVPower RP-PC007QC 3.09V87%
Choetech PD72-1C3UPD15V87%
Anker PowerPort Speed 5Normal5V87%
Tizi Tankstelle 75WPD15V87%
Anker PP SpeedPD20V87%
Anker PP SpeedPD9V87%
AUKEY PA-Y12PD20V86%
Anker PP IIPD9V86%
Choetech PD72-1C3UPD20V86%
Tizi Tankstelle 75WPD20V86%
Tizi Tankstelle 29WPD9V86%
Samsung EP-TA20EWEQC 2.09V86%
Anker PP IIPD20V86%
Anker PowerPort Speed 5QC 3.09V86%
Alcatel ICS01QC 2.09V86%
EasyAcc 11TR2U48ANormal5V85%
Anker PP 5+PD15V85%
Spigen QC LadegerätQC 3.05V85%
RAVPower RP-PC007QC 3.05V85%
Anker PP SpeedNormal5V85%
RAVPower RP-PC059PD15V85%
Anker PP 5+PD9V85%
RAVPower RP-PC059Normal5V85%
Tizi Tankstelle 29WPD15V85%
Tizi Tankstelle 60WPD15V85%
Anker PP 5+Normal5V85%
Choetech PD72-1C3UPD9V85%
Tizi Tankstelle 60WPD20V85%
Anker 60W 6-Port LadegerätNormal5V85%
AUKEY PA-Y12Normal5V85%
RAVPower RP-PC059PD9V85%
Samsung EP-TA20EWEQC 2.05V85%
Anker PP SpeedPD15V84%
EasyAcc 11TR2U48A1QNormal5V84%
Anker PP 5+PD20V84%
RAVPower RP-PC002Normal5V84%
Apple 60WPD9V84%
AUKEY PA-Y12PD5V84%
RAVPower RP-PC059PD20V84%
Tizi Tankstelle 75WPD9V84%
Anker PP+ 6QC 3.05V84%
iClever 6 PortNormal5V84%
AUKEY PA-T15QC 3.09V83%
Choetech Q3001QC 3.09V83%
Moto TURBO Power SupplyQC 2.09V83%
Inateck UCC1003PD5V83%
AUKEY PA-T15Normal5V83%
AUKEY PA-T15Normal5V83%
Anker PP+ 6Normal5V83%
iClever BoostCubeNormal5V82%
Tizi Tankstelle 60WPD9V82%
Alcatel ICS01QC 2.05V82%
Anker PP IIPD5V82%
RAVPower RP-PC002QC 3.09V82%
Tizi Tankstelle 29WPD5V82%
PowerAdd K-MU19QCNormal5V82%
iClever BoostCubeQC 3.09V82%
Anker PowerPort Speed 5QC 3.05V81%
Choetetech Q3-4U2QNormal5V81%
Tizi Tankstelle 75WNormal5V81%
Anker PP 5+PD5V81%
Anker PP SpeedPD5V81%
EasyAcc 11TR2U48A1QQC 2.09V81%
Choetetech Q3-4U2QQC 3.09V80%
Belkin FBJ040vfNormal5V80%
Choetech PD72-1C3UNormal5V80%
AUKEY PA-T15QC 3.05V79%
Choetech Q3001QC 3.05V79%
Apple 60WPD5V79%
RAVPower RP-PC059PD5V79%
AUKEY PA-T15QC 2.09V79%
Lumsing TEAU40WNormal5V79%
Moto TURBO Power SupplyQC 2.05V79%
Anker PP IIQC 3.09V78%
iClever BoostCubeQC 3.05V78%
PowerAdd K-MU19QCQC 3.05V78%
Choetech PD72-1C3UPD5V77%
Tizi Tankstelle 75WPD5V77%
Anker PP IIQC 3.05V77%
RAVPower RP-PC002QC 3.05V77%
EasyAcc 11TR2U48A1QQC 2.05V76%
Tizi Tankstelle 60WPD5V74%
Choetetech Q3-4U2QQC 3.05V74%
AUKEY PA-T15QC 2.05V73%
PowerAdd K-MU19QCQC 3.09V66%

[collapse]

Gerade USB Power Delivery Ladegeräte können bei höheren Spannungen ihre Effizienz signifikant steigern und auch Quick Charge hinter sich lassen. Dies muss natürlich nicht für alle Ladegeräte gelten, aber dies sind die Werte die ich im Schnitt erhielt.

 

Die andere Seite, wie effizient laden Smartphones?

Aber letztendlich kommt es nicht nur auf das Ladegerät an, sondern auch auf das Gerät das geladen wird.

Hier kann man sich die gleiche Frage stellen, was ist effizienter? Quick Charge, normales laden, extra langsames Laden oder USB Power Delivery?

Auch hier gilt natürlich es kommt aufs Smartphone an. Aber ich habe einmal fünf Smartphones getestet, vielleicht zeichnet sich ja ein Muster ab.

Bei den Testkandidaten handelt es sich um das ASUS Zenfone 5z, BQ Aquaris X2 Pro, Xiaomi MI A2, Google Pixel 2 XL und Samsung Galaxy S9+.

Der Testaufbau war bei allen Geräten identisch. Ich habe diese entladen bis es eine vollständige Abschaltung gab, dann wurden diese jeweils an einem Ladegerät geladen bis der Ladestrom auf unter 0,4W fiel.

Dabei blieben die Smartphones abgeschaltet um einen Hintergrund Energieverbrauch auszuschließen. Der Ladestrom und wie viel Energie in die Smartphones gepumpt wurde, wurde mit einem Marke Eigenbau Messgerät welches auf einem Arduino basiert mitgeloggt für eine spätere Auswertung.

Im Detail gibt es zwar ein paar Unterschiede je nach Gerät, aber es lässt sich eine klare Tendenz ablesen.

Umso schneller der Ladevorgang umso ineffizienter. Bei allen Smartphones war das langsame Laden an einem 1A Ladegerät teils Signifikat effizienter.

Beim BQ Aquaris X2 Pro war das langsame Laden gute 12% effizienter.

Eine kleine Ausnahme gab es beim Samsung Galaxy S9+, wo ich mir zugegeben im Nachhinein nicht ganz sicher war ob es sich um einen Messfehler handeln könnte.

Hier war das normale Laden mit 1,67A effizienter als das extrem langsame Laden. Dennoch gab es kein Smartphone welches mit Quick Charge oder USB Power Delivery effizienter lud als an einem normalen 5V Netzteil.

An normalen 5V Ladegeräten erreichten die Smartphones eine durchschnittliche Ladeeffizienz von 86,8%.

Via Quick Charge/Power Delivery kommen wir auf 81,7%.

 

Fazit

Auch wenn mein kleiner Test sicherlich nur eine Stichprobe ist, kann man diesen dennoch einige interessante Erkenntnisse entnehmen.

Die Wichtigste ist, dass das Laden an einem normalen 5V Port/Ladegerät in der Regel das effizienteste Laden ist, zumindest was die Energie Nutzung angeht.

Habt Ihr ein Multiport USB Ladegerät mit mehreren Anschlusstypen ist beispielsweise der normale USB Port in der Regel einige Prozent effizienter.

Auch Smartphones gehen mit der normalen 5V Spannung effizienter um. Ich konnte hier teils eine bis zu 12% höhere Effizienz feststellen können, als beim laden via Quick Charge oder USB Power Delivery.

Lasst Euch von dieser Erkenntnis im Alltag nur bedingt beeinflussen. Smartphones benötigen so wenig Energie, dass es hier finanziell keine große Rolle spielt ob Ihr nun einen Schnellladestandard nutzt oder das Smartphone langsam ladet.

Beispielsweise beim Samsung Galaxy S9+ würde Euch ein vollständiges Laden via Quick Charge rund 0,0042€ kosten und beim normalen Laden 0,0036€ (bei 0,25€ pro KWh). Selbst aufs Jahr hochgerechnet, wenn Ihr täglich ladet, würde Euch das Schnellladen nur 0,193€ mehr kosten.

Interessant und relevant ist diese Information nur wenn es begrenzte Energie gibt, wie bei einer Powerbank.

Hier würde ich ganz klar vom Nutzen von Schnellladestandards abraten, sofern die Kapazität knapp wird.

Ebenso würde ich davon abraten Kleingeräte wie einen Raspberry Pi an einem Quick Charge Port/Ladegerät zu nutzen, da diese in der Regel bei so etwas deutlich ineffizienter sind.

Michael Barton

Vielen Dank fürs Lesen! Sollte mein Bericht euch geholfen haben würde ich mich über einen erneuten Besuch meiner Webseite und/oder dem Folgen meines Twitter freuen! Vielen Dank!

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2 Comments
Michael Barton

Das ist schwer zu sagen!

Die Hersteller sagen natürlich nein, aber dies heiß nicht viel. Ich nehme an das Schnellladen nicht gut für die Akkus ist, aber ich vermute das wir hier über vielleicht 10% in 2 Jahren reden, die der Akku mehr altert.

Leider sehe ich aktuell keine möglichkeit dies effektiv zu Testen.

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