Tulevaisuudessa älykkäiden verkkojen on koordinoitava uusiutuvista lähteistä hajautetusti tuotetun sähkön tuotantoa, jakelua ja varastointia. Tämän vuoksi kaikki merkit viittaavat koko energiainfrastruktuurin muutokseen. Tähän muutokseen pureutuu myös Electronica 2022 -essu marraskuussa Münchenissä.
”Älykäs energia" -termillä tarkoitetaan älykkäitä teknologioita ja ratkaisuja, joilla pyritään tehokkaaseen energian tuotantoon, jakeluun, käyttöön ja varastointiin ja jotka kattavat koko energiateollisuuden arvoketjun. IMARC Groupin nykyisen tutkimuksen mukaan älykkään energian globaalien markkinoiden odotetaan kasvavan 9,8 prosentin vuosivauhtia viime vuoden 138,8 miljardista dollarista 247,8 miljardiin dollariin vuoteen 2027 mennessä.
Sähköverkko jakaa tällä hetkellä keskitetysti suurvoimaloiden tuottamaa sähköä kuluttajille, mutta älykkäät verkot yhdistävät myös kaikki tietovirrat energiantoimitukseen. Tämä mahdollistaa esimerkiksi aurinko- ja tuulivoimaloiden säästöjen valtavien vaihteluiden tasapainottamisen olemassa olevissa sähköverkoissa tehokkaasti ja hallinnan kohdennetusti. Tuotetun ja kulutetun energian määriä on jatkuvasti mitattava ja analysoitava IoT-yhteensopivilla antureilla ja laitteilla.
Kuluttajien puolella tähän puututaan älymittareiden avulla. He hallitsevat myös aurinkoenergian tarjontaa, jos kuluttajista tulee myös tuottajia (prosumers), joiden katolla on aurinkojärjestelmä. Tarvittavien älykkäiden mittausjärjestelmien (iMSys) asentaminen on pakollista vain yli 6 000 kWh:n vuosittaisessa sähkönkulutuksessa tai jos kuluttajat itse syöttävät sähköä verkkoon. Tällöin integroidulla turvamoduulilla varustettu älykäs mittariyhdyskäytävä (SMGW) vastaanottaa mittaustiedot ja prosessoi sen ulkopuolisille markkinatoimijoille, sisäisille, ohjattaville energiankuluttajille ja energiantuottajille (älykkäät kodinkoneet, aurinkosähköjärjestelmät).
Tulevan energiasiirtymän osalta tehoelektroniikka on erityisen tärkeää. Esimerkiksi kun aurinkosähköjärjestelmät tai akut syöttävät tasavirtaa, tuulivoimalat tarjoavat vaihtovirtaa taajuudella, jota ei voida käyttää suoraan. Samaan aikaan sähkönkuluttajilla on omat yksilölliset tarpeet sähkön ja jännitteen suhteen. Tehoelektroniikka toimii liittimenä, jonka potentiaalinen hyötysuhde on jopa 99 prosenttia. Energiansäästöpotentiaali on valtava, sillä tilastollisesti katsottuna sähkö kulkee nykyäänkin ainakin yhden tehonmuuntimen läpi matkallaan tuottajilta kuluttajille. Euroopan tehoelektroniikkakeskuksen (ECPE) tutkimuksen mukaan yli neljännes sähköenergiasta voitaisiin säästää käyttämällä nykyaikaista tehoelektroniikkaa.
Joillakin alueilla pii ei ole enää automaattinen valinta. Puolijohteet, joissa on laaja kaistaväli, kuten yhä enemmän käytetty piikarbidi (SiC) ja galliumnitridi (GaN), hyötyvät suuremmasta kytkentäkapasiteetista samoilla pienillä häviöillä. Yole Développementin analyytikoiden mukaan tekniikka on kuitenkin vielä kehitysvaiheessa. He odottavat 6,3 miljardin Yhdysvaltain dollarin liikevaihtoa piikarbidikomponenteista vuonna 2027. Samaan aikaan piikomponentit yllättävät edelleen merkittävällä suorituskyvyn kasvulla ja ovat edelleen alan tulonlähde tulevina vuosikymmeninä.
