Sustainability of videogames consoles : thermal/electrical analysis and evaluation

Abstract

This thesis deals with improvement potentials concerning energy efficiency and life expectancy of videogames consoles. Therefore the aspects concerning improvement potentials for efficiency and lifetime concerning thermal stress are investigated. This thesis originates from a European Union review study for the voluntary agreement of the product group videogames consoles under the Sustainable Product Policy. The purpose was to determine whether producers’ effort is reasonable concerning the reduction of energy and resource consumption. Some of the topics were too deep for the short-lasting study and resulted in further investigating these topics in a diploma thesis.The topics include the efficiency of the power supplies integrated into game consoles and analyzing the topology. This information then helps investigate the thermal properties, especially of the power supplies, which are the main factor for their life expectancy. The analysis results show that the overall performance is quite good, with the potential for improvement. The consoles keep at low temperatures, with the power supplies efficiencies close to 90% and higher. Concerning their thermal and power supply design, the producers chose different pathways but achieved good results. Still, there is some potential to improve efficiency to even higher levels with technology already available, taking into account the high number of units sold. Furthermore, adapting the cooling design to achieve lower temperatures for different modes of use, resulting in higher life expectancy.

Diese Diplomarbeit behandelt das Verbesserungspotential der Energieeffizienz und Lebensdauer von Spielekonsolen. Dazu werden Aspekte untersucht, welche maßgeblich dafür verantwortlich sind diese zu beeinflussen, wie die Effizienz der Netzteile und die thermischen Verhältnisse im Inneren der Konsole mit Fokus auf den Netzteilen. Die Diplomarbeit ist die Weiterführung der Themen einer Studie zur Überprüfung der von den Herstellern angegebenen Verbesserungen bezüglich nachhaltiger Produktpolitik im Rahmen der ”Sustainable Product Policy Initiative”. Das Ziel der Studie war die Analyse und Bewertung der Maßnahmen welche die Hersteller getroffen haben um die Produkte bezüglich Ressourcen- und Energieverbrauch nachhaltiger zu gestalten. Einige der Themen waren zu umfangreich für die kurze Zeit der Studie und wurden deshalb in dieser Diplomarbeit weitergeführt. Dies beinhaltet die genauere Analyse der Netzteile hinsichtlich der Effizienz und eingesetzten Technologie. Des weiteren wird unter Verwendung dieser Ergebnisse eine Analyse des thermischen Verhaltens bezüglich der Lebensdauer aufgrund von thermischer Alterung vorgenommen. Die Analyse ergibt eine hohe Effizienz der untersuchten Netzteile mit leichten Unterschieden zwischen den Modellen. Nichtsdestotrotz gibt es noch Verbesserungspotential nach oben welches bei der hohen Stückzahl an verkauften Einheiten einen großen Unterschied macht. Bezüglich des thermischen Verhaltens bewegen sich alle untersuchten Konsolen im akzeptablen Bereich. Durch eine Erhöhung der Effizienz und kleinere Verbesserungen im Kühldesign könnte auch hier eine Verbesserung der Lebensdauer erreicht werden.