Kunstmatige intelligentie: innovatie en duurzaamheid in de elektronica-industrie

De elektronica-industrie ontwikkelt zich snel, gedreven door technologische innovaties en maatschappelijke behoeften. Energieprijzen stijgen en duurzaamheid staat steeds hoger op de agenda. Hiervoor zijn innovatieve oplossingen nodig om efficiënter met energie om te gaan. 

Enkele toekomstgerichte onderwerpen, zoals het gebruik van kunstmatige intelligentie (AI) voor energieoptimalisatie of elektrificatie behoren nu al tot belangrijke trends. AI biedt niet alleen kansen, maar brengt ook nieuwe uitdagingen met zich mee, zoals het hoge energieverbruik van AI-systemen zelf. Dit vormt een dilemma voor bedrijven die nieuwe technologieën willen stimuleren en tegelijkertijd hun ecologische voetafdruk willen beperken en vraag om een slimme evenwichtige benadering. Hoe kan AI bijdragen aan energiebesparing? 

Energiebesparing met AI naar een hoger niveau

Duurzame benaderingen zoals de “All Electric Society” winnen wereldwijd aan populariteit, en ook in Nederland wordt dit vertaald naar de ambitie van ‘Nederland circulair in 2050’. Dit concept biedt een toekomstvisie waarin CO2-neutrale elektriciteit de primaire energiebron is. AI speelt hierbij een sleutelrol door het analyseren van grote hoeveelheden gegevens uit energiesystemen, wat leidt tot een efficiëntere opwekking en benutting van energie. Door middel van machine learning kunnen systemen zichzelf continu verbeteren door patronen te herkennen en algoritmes toe te passen, wat resulteert in geoptimaliseerd energieverbruik en lagere kosten.

Een ander besparingsconcept op basis van AI zijn zogenaamde “TinyML”-toepassingen, die specifiek zijn ontworpen voor energiebesparende apparaten. Deze kleine modellen maken het mogelijk om AI-ondersteunde analyses direct op apparaten met beperkte rekenkracht uit te voeren, wat vooral van belang is voor Internet of Things (IoT)- en edge computing-toepassingen.

In Industry 4.0 wordt TinyML ingezet voor voorspellend onderhoud, waarbij het machinestoringen helpt te voorkomen. Deze toepassingen spelen ook een belangrijke rol op het gebied van machine learning operations (MLOps), waar het wordt gebruik om het volledige beheerproces van machine learning-modellen te optimaliseren.

Elektrificatie als basis voor de “All Electric Society”

Om een “All Electric Society” te realiseren, moeten nog verschillende sectoren worden geoptimaliseerd door over te schakelen op elektriciteit. Deze stap is essentieel voor de transitie naar elektrische mobiliteit en het stimuleren van hernieuwbare energiebronnen. Deze ontwikkeling omvat verschillende belangrijke aspecten.

• Halfgeleidertechnologieën: De elektrificatie vraagt om steeds efficiëntere componenten. Daarom richt de elektronica-industrie zich momenteel op geavanceerde halfgeleiders zoals siliciumcarbide (SiC) en galliumnitride (GaN). Deze materialen bieden een hoge efficiëntie en veerkracht en zijn bijzonder geschikt voor elektrische aandrijvingen en oplaadstations. Deze minimaliseren warmteverlies, wat de actieradius van elektrische voertuigen optimaliseert.
  
  
• Batterijtechnologieën: Belangrijke innovaties zijn solid-state batterijen en geavanceerde batterijbeheersystemen, die zorgen voor kortere laadtijden, een langere levensduur en verbeterde veiligheid. Deze technologieën worden voornamelijk ontwikkeld voor elektrische voertuigen, maar spelen ook een rol in energieopslagsystemen, waardoor hernieuwbare energiebronnen betrouwbaarder kunnen worden ingezet.
  
  
• Slimme oplaadinfrastructuur en elektriciteitsnetwerken: Een andere trend is de ontwikkeling van slimme oplaadoplossingen en slimme netwerktechnologieën om een stabielere energiedistributie en -opslag te garanderen. AI-ondersteunde systemen helpen om laadcycli en netbelastingen te optimaliseren, wat belangrijk is voor de integratie van e-mobiliteit en hernieuwbare energie in stedelijke en industriële netwerken.

Een goede balans tussen milieu en innovatie

Technologische vooruitgang en de impact op het milieu staan vaak met elkaar in conflict. Concepten zoals de “All Electric Society” dragen bij aan het besparen van hulpbronnen en het verantwoord inzetten van AI. AI wordt een onmisbaar hulpmiddel voor de energietransitie. De verschuiving naar duurzame technologieproductie en -gebruik vereist echter een gezamenlijke wereldwijde inzet van industrie, overheden en consumenten om het vraagstuk in al zijn aspecten aan te pakken. Nederland is op dit vlak al goed op weg met initiatieven zoals ‘Nederland Circulair in 2030’, die bijdragen aan een duurzamer en circulair economisch model.

Auteur: Christian Reinwald, hoofd productmanagement en marketing bij reichelt elektronik