IoT + AI, of hoe energie kosten in een bedrijf te verlagen | AI in het bedrijfsleven #88

Wat is het Internet der Dingen? (IoT)

Het Internet der Dingen, ook wel IoT genoemd, is een technologie die de verbinding en uitwisseling van gegevens tussen verschillende apparaten die met het internet zijn verbonden, mogelijk maakt. Het is een netwerk van fysieke objecten – “dingen” – uitgerust met sensoren, software en technologieën die hen in staat stellen gegevens uit te wisselen met andere apparaten en systemen via het internet. Maar waarom alle apparaten met het internet verbinden – van printers en koelkasten tot airconditioners, vrachtwagens en industriële machines?

Onderzoek uitgevoerd door Transforma Insights geeft aan dat de productie van nieuwe IoT-apparaten het wereldwijde elektriciteitsverbruik tegen 2030 met 34 terawattuur (TWh) zal verhogen. Ondertussen kan het trainen en gebruiken van grote taalmodellen, zoals ChatGPT, ervoor zorgen dat datacenters tot 21% van de wereldwijde elektriciteitsvraag verbruiken.

Echter, oplossingen voor het Internet der Dingen zullen ook het elektriciteitsverbruik verminderen in vergelijking met het gebruik van dezelfde soort apparaten zonder sensoren met meer dan 1,6 petawattuur (PWh). Om de schaal te illustreren – dat is de hoeveelheid elektriciteit die nodig is om het verbruik van meer dan 136,5 miljoen huishoudens gedurende een jaar te dekken. Bedrijven kunnen echter niet gedijen zonder steeds nieuwe apparaten, en kunstmatige intelligentie kan enorm helpen om het energieverbruik verder te minimaliseren.

Bron: Transforma Insights (https://www.6gworld.com/)

Wat is de verbinding tussen IoT en AI?

Kunstmatige intelligentie analyseert gegevens van Internet der Dingen-apparaten, identificeert trends en strategieën om energie te besparen. Dankzij dit openen IoT en AI nieuwe mogelijkheden voor het efficiënt beheren van energieverbruik. Bijvoorbeeld, AI kan verwarmings-, ventilatie- en airconditioningsystemen (HVAC) aanpassen op basis van:

• patronen van kamergebruik – bijvoorbeeld, de temperatuur verlagen in een ongebruikte kamer op een bepaalde dag,
• weersomstandigheden – het verlagen van het vermogen van de airconditioner op een bewolkte of winderige dag,
• binnenluchtkwaliteit – de ventilatie-efficiëntie alleen verhogen tijdens een vergadering met veel mensen.

Bovendien stelt AI, ondersteund door IoT, de creatie van digitale tweelingen in staat om productieprocessen te optimaliseren, zoals het voorspellen van het verbruik van machineonderdelen of het analyseren van de frequentie en oorzaken van storingen die leiden tot stilstand.

IoT AI-technologieën zijn voordelig voor de gehele elektriciteitsvoorzieningsketen – consumenten, distributeurs en energiecentrales. Het Internet der Dingen maakt de automatisering van verschillende processen mogelijk, zoals het verzamelen van energiedata voor metingen en analyses. De toepassing van hardware-energiebeperkingen en de optimalisatie van de trainingstijd van AI-modellen kan het energieverbruik met ongeveer 12% tot 15% verminderen met minimale impact op de modelprestaties.

Hoe kunnen IoT en AI de energiekosten in uw bedrijf verlagen?

IoT-sensoren in gebouwen sturen realtime gegevens over energieverbruik voor analyse, versnellen reparaties en verminderen energieverliezen door defecte apparatuur. Hier zijn voorbeelden van sensoren die in gebouwen kunnen worden geïnstalleerd:

• temperatuursensoren – monitoren temperatuurveranderingen in kamers en stellen het mogelijk om het energieverbruik voor verwarming of koeling te optimaliseren,
• lichtsensoren – detecteren het niveau van natuurlijk licht en passen automatisch de intensiteit van kunstmatige verlichting aan,
• bewegingssensoren – stellen systeemactivatie alleen in staat wanneer er mensen in de kamer aanwezig zijn, waardoor onnodig energieverbruik wordt verminderd,
• slimme meters – verzamelen gegevens over energieverbruik, waardoor gedetailleerde analyses en optimalisatie mogelijk zijn,
• luchtkwaliteitsensoren – reguleren de werking van ventilatiesystemen, waardoor een goede luchtkwaliteit met minimaal energieverbruik wordt gegarandeerd.

Slimme thermostaten en verlichtingssystemen kunnen zich aanpassen aan patronen van kamergebruik, waardoor energiekosten worden verlaagd. IoT-apparaten kunnen het elektriciteitsverbruik en de kosten in gebouwen tijdens piekuren verlagen via vraagresponsprogramma’s en planning. Het implementeren van IoT- en AI-gebaseerde oplossingen kan leiden tot energiebesparingen van tot 40%. Bovendien optimaliseren AI-gestuurde energieopslagoplossingen het gebruik ervan door opslag en distributie te beheren.

Bron: DALL·E 3, prompt: Marta M. Kania (https://www.linkedin.com/in/martamatyldakania/)

Voordelen van het gebruik van IoT en AI

Het introduceren van intelligente IoT- en AI-technologieën brengt veel voordelen met zich mee. Het is niet alleen een manier om rekeningen te verlagen, maar ook om het comfort van kantoorgebruik te verbeteren, voornamelijk:

• betere temperatuurregeling en energiebesparingen dankzij slimme thermostaten,
• regeling van de helderheid van verlichting, wat een aanzienlijke vermindering van het elektriciteitsverbruik betekent, vooral tijdens de herfst-winterperiode,
• beheer van luchtvochtigheid – vooral belangrijk bij het opslaan van documenten of gevoelige, gespecialiseerde apparatuur.

IoT-apparaten worden ook steeds geavanceerder, en als reactie op de groeiende vraag dalen de prijzen van sensoren. Een voorbeeld is Flex2X, een oplossing gecreëerd door het Britse bedrijf Grid Edge (https://gridedge.ai/). Dit systeem integreert informatie van al geïnstalleerde sensoren in gebouwen, zoals temperatuur- of vochtigheidsdetectoren, met aanvullende gegevens, zoals weersomstandigheden. Het analyseert deze vervolgens met behulp van AI-algoritmen, waardoor het energieverbruik in het gebouw continu wordt geoptimaliseerd.

Bron: DALL·E 3, prompt: Marta M. Kania (https://www.linkedin.com/in/martamatyldakania/)

Nadelen van IoT – hoeveel energie vereist AI?

Helaas gaat de combinatie van het Internet der Dingen en AI gepaard met nadelen. Het gebruik van IoT en AI wordt voornamelijk geassocieerd met de noodzaak van aanzienlijk energieverbruik. Gedetailleerde informatie over de hoeveelheid energie die nodig is om het meest krachtige en bekende GPT-4-model te trainen, dat wordt gebruikt in de commerciële versie van ChatGPT en BingChat, is niet openbaar gemaakt. Echter, op basis van beschikbare gegevens kunnen we de schaal van deze onderneming schetsen.

Het GPT-4-model heeft meer dan 175 miljard parameters en is getraind op een dataset van meer dan 45 TB. Dit vereist een intensief proces van data-analyse en afstemming van modelparameters, wat leidt tot een aanzienlijke vraag naar rekenkracht en resulteert in hoog energieverbruik.

Voor het trainen van het GPT-4-model werden geavanceerde Graphics Processing Units (GPU’s) en Tensor Processing Units (TPU’s) gebruikt, die bekend staan om hun intensieve energieverbruik.

Samenvatting

IoT en AI kunnen een aanzienlijke impact hebben, niet alleen op de financiële resultaten van een bedrijf, maar ook op het milieu door de energie-efficiëntie te verbeteren. Het gemiddelde grote gebouw verbruikt jaarlijks ongeveer 230.000 kWh elektriciteit, wat neerkomt op een kostprijs van ongeveer $25.000. De implementatie van het Internet der Dingen kan bijdragen aan het verminderen van het energieverbruik met 10% tot 15%. De integratie van IoT en AI is ook cruciaal voor het volledig benutten van het potentieel van slimme fabrieken op het gebied van duurzame ontwikkeling en kostenbesparingen.

Als je onze inhoud leuk vindt, sluit je dan aan bij onze drukke bijengemeenschap op Facebook, Twitter, LinkedIn, Instagram, YouTube, Pinterest, TikTok.