Die Rolle von Halbleitern bei der Energieeffizienz

Mit moderner künstlicher Intelligenz lässt sich einiges erreichen. Im Bereich Energieeinsparung bedeutet dies zum Beispiel, dass eine künstliche Intelligenz automatisch erkennt, wann Energie gespart werden kann, und je nach Energieverfügbarkeit (zum Beispiel bei Energie aus Wind) verfügbare Energie einspart oder mehr Energie freigibt. Der Halbleiter Stromverbrauch kann somit intelligent gesteuert werden.

Ein modernes Beispiel für die Stromeinsparung per Halbleiter ist die Zeitsteuerung. Diese kann zum Beispiel in einer Heizung eingesetzt und vom Nutzer gesteuert werden. So kann der Nutzer zum Beispiel über Nacht festlegen, dass die Heizung nicht angestellt wird, wenn er nicht zuhause ist.

Per künstlicher Intelligenz kann dies sogar komplett automatisch funktionieren. Für maximale Energieeinsparung wird so die Umgebungstemperatur analysiert. Fällt diese unter einen bestimmten Wert, dann schaltet sich das Gerät automatisch an. Diese Temperatur kann sich dank der KI dynamisch ändern, je nach Nutzungsdauer und Energieeffizienz, zum Beispiel in Heizungen oder intelligenten Beleuchtungssystemen.

Auch in der industriellen Produktion ist Energieeffizienz ein heiß diskutiertes Thema, besonders bei älteren Maschinen, die mehr Energie verbrauchen. Hier kommt das Internet of Things (IoT) zur Geltung. IoT und die Energiefrage passen gut zusammen, denn dank dem IoT kann ein Unternehmen die industrielle Produktion energiesparender gestalten.

In diesem Fall bedeutet der Begriff IoT, dass alle Maschinen miteinander in einer Art Intranet vernetzt werden. So können sich Maschinen gegenseitig beeinflussen und über eine zentrale Software gesteuert werden. In Sachen Energieeinsparung könnte das Folgendes bedeuten: wird eine Maschine für eine bestimmte Zeit nicht genutzt, da sie nur am Produktionsende benötigt wird, kann diese bis zur Nutzung automatisch abgeschaltet werden, um Strom zu sparen. Maschinen können die Stromnutzung außerdem dynamisch ändern, um einer voreingestellten Effizienz zu folgen; auch hier kann künstliche Intelligenz eine wichtige Rolle spielen.

Intelligente Halbleiterschaltungen finden sich heutzutage in fast jeder Industrie und in unzähligen Haushaltsgeräten wieder. So werden sie zum Beispiel in Autos benutzt, um Airbags auszulösen oder das Fahrverhalten intelligent zu regeln und man kann Motoren clever starten. 

In Industrieprozessen werden Halbleiter-Sensoren oft genutzt, um eine bessere Energieeffizienz zu erzielen; so können zum Beispiel Wartungsintervalle reduziert, Maschinen per IoT vernetzt und mit einer zentralen Software gesteuert werden. Intelligente Halbleiterschaltungen werden außerdem oft für Notfälle genutzt; so sind Halbleiterschaltungen oft in Leistungsschaltern verbaut, die sich selbst ausschalten, wenn die Stromstärke einen bestimmten Wert überschreitet.

Diese Schaltungen werden außerdem genutzt, um vorherzusagen, wann bestimmte Teile in der Maschine ersetzt werden müssen; die Kennzahlen werden analysiert und Vorhersagen getätigt, die von den Technikern umgesetzt werden. Dank der Vernetzung der Maschinen kann so schnell gehandelt werden.

Intelligente Halbleiterschaltungen werden auch in Industrien häufig angewandt, um den Stromverbrauch zu reduzieren. Egal, ob dabei Energiegewinnung aus der Umgebung genutzt wird oder nicht: am Ende spielt die Energieeffizienz vor allem bei kontinuierlich laufenden Industrieprozessen eine erhebliche Rolle und Halbleiter tragen dazu bei, die Energienutzung zu reduzieren.

So werden, wie schon erwähnt, oft Halbleitersensoren in Maschinen verbaut, die zum Beispiel die Stromeffizienz auslesen oder den Technikern allgemeine Kennzahlen mitteilen. Die Energieoptimierung besteht dabei aus mehreren Teilen; der Halbleiter Stromverbrauch wird dadurch reduziert, dass Maschinen entweder an Leistung verlieren oder ganz abgeschaltet werden, wenn die Sensoren erkennen, dass dies nötig ist.

Eine automatische Schaltung ist einer der besten Wege, durch Halbleiter Energie zu sparen. Der Halbleiter Stromverbrauch wird somit enorm reduziert. In Haushaltsgeräten ist ein gutes Beispiel die bereits erwähnte Heizung, aber auch moderne “Smart Home” Geräte, die das Licht zum Beispiel zu bestimmten Zeiten ausschalten, um Strom zu sparen.

Ähnliche Geräte gibt es auch in der Industrie, die durch Halbleiter Energieeffizienz und smarte Frequenzumrichter versucht, vorhandene Energie clever zu nutzen. Intelligente Halbleiter-Vorrichtungen können so zum Beispiel nicht nur Maschinen abschalten, wenn diese im Moment nicht genutzt werden, sondern die Energie auch clever umleiten.

Wird eine Maschine zum Beispiel für eine effiziente Produktion konstant genutzt, aber es sind andere Maschinen verfügbar, die energieeffizienter sind, kann die Produktion kurzerhand auf diese Maschinen umgeleitet werden. Kurz gesagt ist es durch den intelligenten Einsatz von Halbleitern und Automatikschaltern möglich, immer genau die Kombination aus Maschinen und Prozessen zu nutzen, die im Moment am stromsparendsten und energieeffizientesten ist.

Wie schon zuvor erwähnt, werden diese intelligenten Schaltungen auch für smarte und optimierte Wartungen in Industrieprozessen genutzt. Moderne Sensoren und Halbleiter können die Kennzahlen in Maschinen auslesen und in einer Software bündeln. Danach gibt es zwei Optionen: für eine effiziente Produktion können Techniker die Kennzahlen analysieren und selbst anpassen; oder man überlässt dies der künstlichen Intelligenz. Diese kann mit der Zeit lernen, wie hoch die gewünschte Energieeffizienz ist und danach unabhängig handeln.

Halbleiter werden in modernen Geräten vor allem eingesetzt, um schnelle Änderungen und Anpassungen zu ermöglichen. So kann die Energieeffizienz von Produkten durch automatisches An- oder Abschalten geregelt werden. Auch Kennzahlen können von Halbleitersensoren eingelesen werden, die dann zu einer erhöhten Wartungseffizienz führen.

Wo genau Schaltungen mit Halbleitern eingesetzt werden sollten, hängt von der persönlichen Situation ab. Möchte man die Wartungsintervalle der eigenen Produktion reduzieren und immer über den Status der Maschinen informiert sein, dann lohnt sich das Ausstatten von Maschinen mit Halbleitern enorm. Doch auch im privaten Sektor können Halbleiter in Solarzellen, Wärmepumpen und Leistungsschaltern dabei helfen, einer erhöhten Energieeffizienzklasse zu folgen und Zeit als auch Geld zu sparen.

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