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让人难以理解的节能量化数字

时间:2019-11-06 作者:Bill Schweber 阅读:
关于能源与能耗,有着太多的冲突与充满谬误的量化数字,让人难以理解…
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无论是以电池供电或电力线供电的装置,功耗和节能都是重要的课题。因此,针对要在何处投资、投资报酬率(ROI)、所花费的时间和精力、组件的选择等等,都有着许多必须进行的决定。当然,为了做出理想的决定,我们需要可靠的数据。

但是,关于能源及其用量的可靠数据,通常并不容易评估(图1),而一些立意良善但毫无意义的假数字也无助于解决这些困难。例如,每个月,我都会收到本地电力公司寄来的账单,其中还附上一份自家与邻居家中的能源用量比较。它一般都会如此描述:”您府上前一个月的用电量比你邻居家的用电量更高(或低)约XX%”。
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这两张图表声称可显示美国商用建筑物的再生能源(左)及其应用(右)领域。两张图表都是2016年的数据了,如果您希望取得更新的数字,只要在网络上搜寻,应该就会发现许多其他统计信息。(来源:http://www.energystar.gov)

针对这样的统计资料与比较,究竟有什么作用?住在我家旁边的邻居经常不在家(外出度假去了),而另一侧的邻居家中则有四个孩子。因此,进行这种精确的统计是完全没有意义的,只是在浪费收集、印刷和邮寄这些数据的时间和金钱罢了。我怀疑这些数据是否会让住在某个地方的某个人感觉良好,因为至少电力公司通知了这一“事实”,但让人感觉良好并不能作为解释这种误导性浪费的充分理由。

大约从一年前开始,当我每个月都收到这种能源用量的更新信息后,我就一直在关注一些有关能源使用的调查报告,但这些信息通常未经妥善的分析处理或归纳原因(或者非常粗浅,不太能作为参考用)。其中一项消息来源指称,家用照明占美国整体能源用量的13%,而另一项消息来源则说,电动机车消耗了其中的83%。而当你试着将这些数据累加起来,就会发现它经常动不动就超过实际能源用量的150%或甚至是200%。反过来说,一旦你发现广泛的类别之间经常不可避免的发生重迭后,这些数据很可能仅覆盖实际情况的一半至四分之三。无论是哪一种情况,在这些数字中其实还有很多的空间,但你可能永远无从得知他们是如何进行统计或呈现的。

有时候,提供这些数字的人只是非常简单地从某个角度在看事物,有时候甚至是断章取义,或者还会故意为了宣传某个议题而作出选择性的解释。因此,我们很难知道在某一种特定情况时适用哪一种特性。(点选此连结http://www.energystar.gov 即可找到许多资料,其中也不乏相互矛盾的数字。)

例如我看到有一项调查数据宣称,电梯中所使用的电动马达占整个用电量的X.X% (抱歉,我忘记确切的数字了,但确实记得它所隐含的意义!)。当我更深入地研究算出该数字的方式时,发现作者仅对“典型”电梯马达的额定功率进行非常粗略的猜测,然后直接乘以另一项使用中的电梯数量(也是粗略的猜测)。他完全没有考虑到这些电梯的使用方式以及占空比(duty cycle)、负载、建筑物的楼层数以及可能影响总能耗的其他许多因素。我认为这样算出来的数字误差范围至少在-80至+100%之间。

工程师致力于以系统途径进行权衡,以期尽可能地减少能源使用,同时降低BOM成本,因此,确切的数字不可或缺,或者,至少必须认清所使用的数字存在模糊地带。针对经常引用但可能误导的数字以及重复出现的迷思,都必须仔细地加以检查,才可能以理想(或正确)的数据进行决策。

您曾经看过哪些高精度的数字让您不寒而栗?您是否曾经负责提供某些统计数字但看来具有过高的置信度或准确性?

编译:Susan Hong 责编:Luffy Liu

参考原文:Meaningless Metrics Confuse Power-Saving Issues,by Bill Schweber

 

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Bill Schweber
EE Times/EDN/Planet Analog资深技术编辑。Bill Schweber是一名电子工程师,他撰写了三本关于电子通信系统的教科书,以及数百篇技术文章、意见专栏和产品功能介绍。在过去的职业生涯中,他曾担任多个EE Times子网站的网站管理者以及EDN执行编辑和模拟技术编辑。他在ADI公司负责营销传播工作,因此他在技术公关职能的两个方面都很有经验,既能向媒体展示公司产品、故事和信息,也能作为这些信息的接收者。在担任ADI的marcom职位之前,Bill曾是一名备受尊敬的技术期刊副主编,并曾在其产品营销和应用工程团队工作。在担任这些职务之前,他曾在英斯特朗公司(Instron Corp., )实操模拟和电源电路设计以及用于材料测试机器控制的系统集成。他拥有哥伦比亚大学电子工程学士学位和马萨诸塞大学电子工程硕士学位,是注册专业工程师,并持有高级业余无线电执照。他还在计划编写和介绍了各种工程主题的在线课程,包括MOSFET基础知识,ADC选择和驱动LED。
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