ID.nl logo
Wat zijn fotonische chips?
© Reshift Digital
Huis

Wat zijn fotonische chips?

Decennialang werden computers sneller, omdat de componenten op de chips steeds kleiner werden. Maar nu de grenzen van het mogelijke in zicht komen, wenden chipontwerpers zich tot de fotonica. Deze technologie belooft niet alleen enorme energiebesparing, maar mogelijk ook werkelijk bruikbare kwantumcomputers. Wat zijn fotonische chips precies?

“Er bestaat geen reden waarom iedereen thuis een computer zou willen hebben.” Ken Olsen, medeoprichter van het computerbedrijf Digital Equipment Corporation, sprak deze woorden in 1977. En hij had gelijk, want destijds hadden de meeste mensen niets aan zo’n ding. Pas na zo’n vijftien jaar werden pc’s gemeengoed in huishoudens en wat later kwamen de mobiele telefoon en zijn opvolger de smartphone op. Op een enkele hoogbejaarde na heeft iedereen inmiddels altijd zo’n zakcomputer bij de hand. Vergeleken met de computers uit de jaren 70 zijn dat formidabele apparaten. Wanneer je toen voorspeld zou hebben dat iedereen met een snoerloos plankje zou kunnen filmen, navigeren, beeldbellen en betalen en dat we er in permanent contact met bekenden mee zouden staan, dan zou dat louter meewarige blikken hebben uitgelokt.

Kwantummechanische wetten

Een minicomputer die alles kan en waar je zelfs mondelinge vragen aan kunt stellen, moet wel een enorm geoptimaliseerd apparaat zijn. Dat is inderdaad het geval. Smartphones zouden niet mogelijk zijn zonder uiterst compacte componenten, waaronder vooral de microprocessor. De allereerste processor, de Intel 4004 uit 1971, telde 2300 transistors. Tegenwoordig is 15 miljard geen uitzondering. De kloksnelheid bedroeg 740 kilohertz, oftewel zo’n 4000 keer trager dan wat tegenwoordig de norm is. En met 10 micrometer waren de transistors op deze oerchip ook nog eens zo’n 1000 tot 2000 keer groter dan de 10- of 5-nanometer-componenten op de huidige chips.

Hoe fantastisch ook, dit feest kan volgens veel deskundigen niet eeuwig doorgaan. Chips zijn gemaakt van silicium. Een siliciumatoom heeft een doorsnee van ruwweg 0,2 nanometer. De grenzen van de miniaturisering zijn dus in zicht. Daar komt bij dat elektronen, die de dragers van informatie zijn in deze transistors, op deze schaal grillig gedrag vertonen. De kwantummechanische wetten die het gedrag van elementaire deeltjes beschrijven, staan toe dat elektronen zich plotseling op een andere plek bevinden of zelfs op twee plekken tegelijk. Uiteraard is dit niet best voor de stabiliteit van een chip.

©PXimport

System on a chip

Volgens pessimisten komt hiermee een einde aan de Wet van Moore, de vuistregel dat het aantal transistors op een chip pakweg elke twee jaar verdubbelt. Nieuwe processors, zo vrezen ze, zullen niet meer de spectaculaire prestatiesprongen laten zien waaraan we gewend en verslaafd zijn geraakt. Nu zijn ontwerpers van chips gelukkig niet voor één gat te vangen. Het succes van de smartphone is gebaseerd op de uitvinding van de ‘system on a chip’, oftewel SoC. Door de processor, de grafische processor, het werkgeheugen en andere vitale onderdelen op één chip samen te brengen, kan flink wat ruimte en energie worden bespaard. Een laag energieverbruik is essentieel in mobiele apparaten: de accu raakt minder snel leeg en er hoeft minder warmte te worden afgevoerd. Traditionele laptopprocessors, zoals die van Intel, worden bij intensieve taken zo heet dat de chip zelfs bij een loeiende ventilator zijn kloksnelheid moet terugschakelen. SoC’s, zoals de M1-chip in de nieuwste laptops van Apple, blijven dermate koel dat een ventilator meer luxe dan noodzaak is. De nieuwste MacBook Air bevat er dan ook geen.

De regel dat het aantal transistors elke twee jaar verdubbelt, gaat niet zo lang meer mee

-

Geen vreemde eend

Maar hoe slim ook ontworpen, ook SoC’s lopen tegen de grenzen van de miniaturisering aan. Daarom beginnen chipontwerpers aan het fundamentele karakter van de traditionele siliciumchip te morrelen. Zoals we al zagen, is een chip een apparaat waarin groepjes elektronen heen en weer geschoven worden. Dat zijn elementaire deeltjes met een massa en een elektrische lading. Ze zijn daardoor gemakkelijk te manipuleren. Maar wanneer ze bewegen, warmen ze hun omgeving op. Er bestaat ook een deeltje dat dit nadeel niet heeft: het foton. Dit deeltje, feitelijk het kwantum van het elektromagnetische veld, is bepaald geen vreemde bijt in de ICT-industrie. Het wordt al jaren gebruikt om data te verzenden door glasvezelkabels en ook LiDAR berust op het uitzenden en opvangen van fotonen. Maar zodra deze deeltjes in een computer aankomen, geven ze het estafettestokje door aan elektronen, zodat er bewerkingen op kunnen worden uitgevoerd. Het onderzoeksveld dat zich met deze wisselwerking tussen fotonen en elektronen bezig houdt, wordt fotonica genoemd.

©PXimport

Grofstoffelijk

Fotonen kunnen dus worden gebruikt om data te verzenden en de omgeving te scannen, maar vooralsnog niet om te rekenen. Dat is teleurstellend, want fotonische schakelingen zijn in theorie ontzettend snel en erg energiezuinig.

Martijn Heck is sinds 2020 hoogleraar fotonica aan de Technische Universiteit Eindhoven, na eerder werkzaam te zijn geweest aan de Universiteit van Aarhus in Denemarken, waar hij in 2013 de Photonic Integrated Circuits-groep oprichtte. Het probleem met fotonica, zo zegt hij, is dat het niet schaalt. Het is vooralsnog dus onmogelijk fotonische schakelingen te maken die even klein zijn als elektronische transistors. Alleen al om die reden zal fotonica niet de transistor vervangen, aldus Heck tijdens een videogesprek. “Fotonica is te grofstoffelijk.” De voordelen van fotonica blijken subtieler. Fotonica, zo verzekert Heck, is goed in lengte. In het verzenden van data over lange afstanden dus. Glasvezelverbindingen vormen het ultieme voorbeeld, maar met de hoge datasnelheden van en naar de huidige microprocessors zijn decimeters en centimeters eveneens niet te negeren afstanden. Fotonica is daarom de aangewezen technologie om in datacenters servers met elkaar te verbinden. Dit wordt al in praktijk gebracht. Energiebesparing is daartoe opnieuw de belangrijkste stimulans.

©PXimport

Multiplexen

De volgende stap is het verbinden van verschillende chips binnen één systeem. Het Californische bedrijf AyarLabs bijvoorbeeld beweert een technologie in huis te hebben waarmee over afstanden van enkele millimeters tot twee kilometer bandbreedtes kunnen worden behaald die duizend keer hoger liggen dan die van traditionele elektrische verbindingen, bij een tien keer zo laag energieverbruik.

Heck is ervan overtuigd dat in de toekomst de verschillende onderdelen van één en dezelfde chip met fotonica verbonden zullen worden. Dat is nu nog problematisch, omdat het om heel korte afstanden gaat, waarbij de omzetting van elektronisch naar fotonisch en terug een wissel trekt op het energieverbruik. Dat er niettemin toekomst in zit, komt door de hoge bandbreedtes die behaald kunnen worden door te multiplexen: verschillende golflengtes kunnen tegelijkertijd over hetzelfde kanaal worden verzonden. Want niet alleen bandbreedte, maar ook bandbreedtedichtheid kan in huidige chips problematisch zijn, aldus Heck. “Denk in termen van het aantal pinnetjes waarmee de chip op het moederbord vast zit. Dat is beperkt. Multiplexen is daarom een goede oplossing.” Voor dat dit allemaal goed mogelijk is, dienen er nog wel wat materiaaltechnische hindernissen overwonnen te worden. Op dit moment berust de hele halfgeleiderindustrie op silicium. Dat is helaas een materiaal dat niet geneigd is licht uit te zenden. Er wordt daarom volop geëxperimenteerd met andere materialen, zoals galliumarsenide en indiumfosfide, die wel in staat zijn binnen een chip fotonen te produceren. Maar de integratie van zulke materialen in bestaande productielijnen voor chips is niet triviaal.

Kwantumcomputers

Zodra deze problemen overwonnen zijn, voorziet Heck wel degelijk fotonische systemen die specifieke rekenkundige bewerkingen uit kunnen voeren. In theorie zijn optische computers megaparallel. Dat maakt ze geschikt voor specifieke toepassingen, zoals het doorzoeken van databases. Het Britse bedrijf Optalysys pioniert hierin. Het parallelle karakter van fotonica maakt het ook geschikt voor neuromorfische processors: chips die net als dierlijke hersenen signalen tegen elkaar afwegen. In moderne SoC’s zijn zulke modules soms al aanwezig ter ondersteuning van machine learning en AI. Heck stelt zich voor dat zulke modules in de toekomst fotonisch van aard zullen zijn. Ze zullen veel krachtiger zijn dan de huidige neuromorfische modules, vanwege het feit dat licht uitgesplitst kan worden in verschillende frequenties die parallel verwerkt kunnen worden.

Verrassend genoeg ontwaart Heck ook raakvlakken tussen fotonica en kwantumcomputing. Kwantumcomputers zijn apparaten die problemen oplossen door gebruik te maken van de meest fundamentele eigenschappen van de natuur, zoals die beschreven worden door de kwantummechanica. Volgens deze theorie, die de afgelopen honderd jaar aan alle kanten experimenteel bevestigd is, bevinden elementaire deeltjes zich van nature in een zogenaamde superpositie. Dit is een vrij complex natuurkundig concept, maar in een kwantumcomputer betekent het dat de basiseenheid van informatie geen bit is, maar een qubit. Waar een bit 0 of 1 is, is een qubit een superpositie van deze twee toestanden. Qubits kunnen bovendien met elkaar verstrengeld zijn, een mysterieuze toestand waar Einstein zelf nog zijn tanden op stuk heeft gebeten. Hoe dan ook, de theorie voorspelt dat kwantumcomputers in principe reusachtig krachtig zijn in, vooral, het ontrafelen van processen in de natuur. De verwachting is dat ze zullen leiden tot doorbraken in onder meer de materiaalkunde en de farmacie.

©PXimport

Wie zegt dat hij de kwantumfysica begrijpt, heeft er volgens Feynman niets van begrepen

-

Xanadu en PsiQuantum

De even beroemde als excentrieke natuurkundige Richard Feynman zei ooit dat wanneer iemand zegt de kwantumfysica te begrijpen, dat het bewijs vormt dat hij er niets van begrepen heeft. Onderzoekers die kwantumcomputers proberen te ontwerpen, tasten inderdaad voor een belangrijk deel in het duister. Het principe lijkt te werken, maar het blijkt uiterst moeilijk om het aantal qubits op te schalen tot het niveau waarop een apparaat werkelijk bruikbaar wordt. Elke toegevoegde qubit verdubbelt weliswaar de rekenkracht, maar dat lijkt ook te gelden voor de complexiteit van het systeem. IBM heeft niettemin simpele kwantumcomputers online staan waar geïnteresseerden nu al eenvoudige bewerkingen op uit kunnen voeren.

Fysieke qubits kunnen uit allerlei deeltjes (of grotere objecten) bestaan. Die dienen meestal wel tot bijna het absolute nulpunt afgekoeld te worden om te voorkomen dat omgevingsinvloeden de superpositie om zeep helpen. Fotonen daarentegen kunnen ook bij kamertemperatuur als qubits worden gebruikt. De Canadese start-up Xanadu presenteerde dit voorjaar ‘s werelds eerste fotonische kwantumchip. En deze zomer haalde het Californische bedrijf PsiQuantum 450 miljoen dollar op voor de ontwikkeling van de Q1: een op silicium gebaseerde fotonische kwantumcomputer met superieure foutcorrectie – een heet hangijzer in de wereld van de kwantumcomputing.

©PXimport

Wereldspelers à la ASML

Te midden van deze ontwikkeling rijst de vraag: in welke ontwikkelingsfase bevindt de fotonica zich als je het vergelijkt met de ontwikkeling van de micro-elektronica, als we de eerste Intel-chip uit 1971 als ijkpunt nemen? “In de buurt van 1980”, zegt Heck. Dat is een intrigerend antwoord. Dat betekent namelijk dat deze industrie een grote toekomst tegemoet gaat. Heck bevestigt dat hij exponentiële groei voor zich ziet.

Of jonge Nederlandse fotonicabedrijven zullen uitgroeien tot wereldspelers à la ASML, valt volgens Heck niet te zeggen. Dat hangt volgens hem ook sterk af van de manier waarop de huidige giganten, zoals de Taiwanese chipfabrikant TSMC, op deze ontwikkelingen inspelen. Hij benadrukt wel dat we in Nederland over ‘strategische technologie’ beschikken. De overheid onderkent dat ook. Vorig jaar nam het ministerie van Economische Zaken deel aan een investering van 35 miljoen euro in het Eindhovense SMART Photonics, maker van fotonische chips op basis van indiumfosfide. Zonder dat geld was dit innovatieve bedrijf met 75 werknemers hoogstwaarschijnlijk in Aziatische handen gevallen. Of de Wet van Moore gered zal worden door fotonica, lijkt inmiddels de verkeerde vraag. Moores vuistregel heeft eigenlijk alleen betrekking op de traditionele computerchip. Maar met fotonica slaat de computerindustrie een weg naar onbekend terrein in. Wellicht wacht aan de horizon de heilige graal in de vorm van een superkrachtige fotonische kwantumcomputer. Maar energiezuinige datacenters zijn ook de moeite waard.

©PXimport

De twee gezichten van het licht

Licht is een van de meest alomtegenwoordige natuurverschijnselen. Het is dan ook niet vreemd dat licht in allerlei scheppingsmythes prominent figureert. Toch bleef het lang een van de meest ongrijpbare verschijnselen. De wijsgeren van het klassieke Griekenland, die voor hun tijd zeer methodisch over de wereld nadachten, zaten verschrikkelijk fout. Epicurus (341-270 voor Christus) geloofde dat de wereld louter uit atomen en leegte bestond. In zijn Brief aan Herodotus speculeerde hij dat objecten voortdurend heel dunne, uit atomen bestaande vliesjes afscheiden. Zodra zo’n atomair vliesje ons in de ogen vliegt, wordt het object zichtbaar. Plato zat minstens even fout door te veronderstellen dat we zien doordat onze ogen stralen uitzenden. Pas in de 11de eeuw maakte de Arabische wetenschapper Alhazen korte metten met dit idee. De Hagenaar Christiaan Huygens (1629-1695) was ervan overtuigd dat licht uit een golf bestaat dat door een vooralsnog onbekend medium zou reizen. Zijn tijdgenoot Isaac Newton was het daar niet mee eens. Hij vond het gedrag van licht makkelijker te verklaren door aan te nemen dat het uit deeltjes bestond. Deze theorie werd leidend, totdat James Maxwell in 1865 voorspelde dat licht een golf is in het zogenoemde elektromagnetische veld en Heinrich Hertz dat in 1888 overtuigend bewees. Maxwells theorie vertoonde wel lacunes. Die bleken oplosbaar door te veronderstellen dat zijn golven op hun beurt uit brokjes bestaan: de zogenoemde kwanta van het elektromagnetische veld, oftewel fotonen, afgeleid van het Griekse woord voor licht. Albert Einstein ontving in 1921 de Nobelprijs voor zijn bedrage aan deze theorie. Licht bestaat dus uit golven én deeltjes Deze ‘golf-deeltjesdualiteit’ is tegenwoordig algemeen aanvaard.

Het is wachten op de eerste superkrachtige fotonische kwantumcomputer

-

▼ Volgende artikel
Review Baristina Plus Stainless Steel – Foolproof design, smakelijke koffie
© Versuni
Huis

Review Baristina Plus Stainless Steel – Foolproof design, smakelijke koffie

Philips introduceert de Baristina Plus Stainless Steel, een semi-automatische koffiemachine met een roestvrijstalen design en iced coffee-functie. Dit derde apparaat in de Baristina-lijn combineert een robuuste uitstraling met veel gebruiksgemak. Kan er echt niks verkeerd gaan? ID.nl testte het uit.

Uitstekend
Conclusie

Deze machine blinkt uit in gebruiksgemak en het robuuste design zal zeker een grote groep koffiedrinkers aanspreken. Het reservoir bevat genoeg water om de dag door te komen, en er kan eigenlijk niets misgaan tijdens het gebruik. De prijs is stevig vergeleken met de eerder uitgebrachte Baristina Bean Swap, die geen optie heeft voor ice koffie maar wel weer de keuze biedt uit twee soorten koffiebonen. Ben je erg prijsbewust en wil je wel de genoemde functies voor espresso, lungo en ice koffie, maar geef je niks om verse bonen, dan is de L'OR Barista Absolu zeker een optie: die werkt met cups maar is in functionaliteit identiek. Kies je voor je eigen bonen, stijl en gebruiksgemak, dat is de Baristina Plus Stainless Steel een goede keuze.

Plus- en minpunten
  • Stijlvolle uitstraling
  • Gebruiksgemak
  • Meerdere opties voor volume/type koffie
  • Geen handleiding meegeleverd
  • Gevoelig voor vingerafdrukken
  • Prijzig

Ontwerp & specificaties

De Baristina Plus Stainless Steel is een matte, zilverkleurige koffiemachine waarmee je espresso, lungo en cold brew kunt maken van je eigen gewenste soort koffiebonen. In het apparaat zit een grinder die de bonen maalt, de gemalen koffie komt in het portafilter terecht en daarmee zet de Baristina een kop koffie in de gewenste sterkte. De machine is met zijn 5,8 kilo makkelijk te verplaatsen en niet overdreven groot: 35 centimeter hoog, 38 centimeter diep en 15 centimeter breed. De buitenzijde is uitgevoerd in RVS. Smaakvol, maar wel gevoelig voor vingerafdrukken (zoals alle apparaten van roestvrij staal).

©Versuni

Plaats in de Baristina-lijn & techniek

Deze machine is de derde variant in de Baristina-lijn. De eerste, de Baristina, bood in vergelijking met dit apparaat geen ice koffie en was eenvoudiger uitgevoerd. De tweede, de Baristina met Bean swap, bood de gebruikers de keuze om bij elke bak koffie te kiezen tussen twee soorten bonen, of een mix van beide. Dit derde, nieuwe apparaat is een premium-machine die naast een luxe uitstraling de kwaliteit van versgemalen koffie combineert met gebruiksgemak. Als extraatje vergeleken met het instapmodel is er dus de ice coffee-optie. Voor het koffiezetten zet de machine 16 bar pompdruk in voor optimale extractie.

Uitpakken & installatie

De machine zit deugdelijk verpakt in een grote doos met kartonnen bescherming. Er zit geen handleiding bij, alleen een sticker met iconen die aangeven wat er ongeveer moet gebeuren. We vinden dat echt een minpunt; wie nieuw is 'in de koffie' heeft toch wat meer informatie nodig over wat de machine precies kan.

Monteren is een groot woord voor wat je zelf nog moet doen om je eerste kop koffie te zetten. Je pakt het portafilter uit, spoelt het goed om en vult het waterreservoir van 1,2 liter. Dat kan door het reservoir los te halen uit de machine en onder de kraan te vullen. Handiger is het om het klepje bovenaan even open te doen en dan met een kan of maatbeker het water aan te vullen. Bovenin zit een reservoir voor koffiebonen. Ook dit open je met een klepje en vul je tot de rand. Dat is alles!

Bediening & functies

Dit apparaat is duidelijk ontwikkeld voor de koffieliefhebber die houdt van gemak en kwaliteit. De kwaliteit heb je natuurlijk deels zelf in de hand door het type koffiebonen dat je gebruikt. Het gemak uit zich in de bediening van de machine. Aan de bovenzijde zitten verschillende knoppen: een voor espresso, een voor lungo, een voor koffie waar je een ijskoffiedrank mee wilt maken, en een knop voor extra sterke koffie, voor als de standaardinstelling niet voldoende voor je is. Voor de ice coffee wordt de koffie eerst warm gebouwen waarna het doorstroomproces traag verloopt zodat de koffie langzaam afkoelt tijdens het zetten.

De instelling van de molen is niet aanpasbaar, het volume van de koffie in het kopje wel. Hier uit zich het gemis aan een handleiding, deze functie ontdekten we pas toen we op het YouTube-kanaal van Philips wat filmpjes bekeken over de bediening en functies. HIER vind je de betreffende video.

©Versuni

Workflow: van boon tot kop

Je duwt het portafilter in de gleuf links tot deze vastklikt. Dan kies je de gewenste drank, en beweegt (swipet) het portafilter helemaal naar rechts, waar de grinder zit. Het filter zit dan vast en de machine maalt de koffiebonen. Dat maakt uiteraard geluid, vergelijkbaar met andere koffiezetapparaten. Het filter spring terug naar de beginpositie, en de machine zet de gewenste hoeveelheid koffie. Stopt de keuzeknop met knipperen, dan is je 'bakkie' klaar. Het portafilter kun je dan loshalen, ondersteboven boven de vuilnisbak houden en met een druk op de knop de koffiedrab eruit werpen. Dat is alles.

Hier zie je in een Duitstalige video precies hoe dit werkt:

Watch on YouTube

Praktijktest

Koffiemachines moeten natuurlijk getest worden en het liefst door veel verschillende mensen. Ons testexemplaar beleefde de vuurdoop tijdens een drukke verjaardagsvisite, waarbij alle koffiedrinkende bezoekers een kopje Baristina kregen. De vraag was of de machine snel genoeg zou zijn om mensen niet nodeloos lang te laten wachten, en of het geluid van het malen de gesprekken niet zou overstemmen. Voor beide aspecten slaagde de machine met vlag en wimpel. Iedereen was erg te spreken over de smaak van de koffie. Het waterreservoir van 1,2 liter is natuurlijk na enige tijd leeg, dus moet tijdens zulke bijeenkomsten tussentijds wel worden bijgevuld.

Koffiebonen bewaar je niet in de zak uit de supermarkt

Houd ze lang vers in een speciaal bewaarblik

Aandachtspunt

Wel dook er een klein aandachtspunt op. Na enige tijd kwam er nogal waterige koffie met een raar kleurtje uit de machine en klonk het malen ook een beetje gek. De koffiebonen bleken op te zijn. Daar komt verder geen signaal of melding van, maar is iets om in de gaten te houden. Het deksel van het koffiebonen-reservoir is semi-transparant, dus normaliter zou je dat wellicht snel zien. Echter, de machine wordt niet geleverd met een handleiding, maar... met een paarse sticker precies op die plek! Als je die er niet afhaalt, zie je dus niet hoe het gesteld is met de voorraad koffiebonen.

Onderhoud & schoonmaak

De machine heeft verder weinig nodig aan energie van de gebruiker. Het lekbakje is afneembaar en kun je periodiek schoonmaken. Als je zorgt voor voldoende water en bonen en het portafilter elke keer leegmaakt na het zetten van een kopje koffie, kun je een tijd vooruit. Overigens: als je vergeet de drab weg te gooien en aan een nieuwe bak koffie wilt beginnen, kun je het portafilter niet naar de grinder bewegen, dan zit 'ie vast. Je kunt dus nooit verse koffie gemaald krijgen over de drab van een eerdere sessie.

©Versuni

Eindoordeel & alternatieven

Deze machine blinkt uit in gebruiksgemak en het robuuste design zal zeker een grote groep koffiedrinkers aanspreken. Het reservoir bevat genoeg water om de dag door te komen, en er kan eigenlijk niets misgaan tijdens het gebruik. De prijs is stevig vergeleken met de eerder uitgebrachte Baristina Bean Swap, die geen optie heeft voor ice koffie, maar wel weer de keuze biedt uit twee soorten koffiebonen. Ben je erg prijsbewust en wil je wel de genoemde functies voor espresso, lungo en ice koffie, maar geef je niks om verse bonen, dan is de L'OR Barista Absolu zeker een optie. Die werkt met cups maar is in functionaliteit identiek. Kies je voor je eigen bonen, stijl en gebruiksgemak, dat is de Baristina Plus Stainless Steel een goede keuze.

☕ Bekijk alle koffieapparaten van Philips op Kieskeurig.nl

▼ Volgende artikel
Stroomvreters: deze apparaten in huis verbruiken meer energie dan je denkt
© ID.nl
Energie

Stroomvreters: deze apparaten in huis verbruiken meer energie dan je denkt

Met de huidige energieprijzen letten we allemaal extra op ons stroomverbruik. Zuinig aandoen klinkt logisch, maar is best lastig als je niet weet waar de echte energieslurpers zitten. Soms zitten de kosten in een onverwachte hoek. We zetten vijf apparaten op een rij die meer stroom verbruiken dan je waarschijnlijk denkt.

Dit artikel in het kort

Na het lezen van dit artikel zie je precies welke apparaten in huis ongemerkt meer kosten dan je dacht en hoe energielabels je kunnen helpen om de kosten goed (of in ieder geval beter) in te schatten.

Lees ook: Toch nog verdienen aan je zonnepanelen? Zo doe je dat!

Altijd doen: energielabel checken of instellingen aanpassen

Als je iets in huis moet vervangen, kijk in de winkel dan altijd eerst naar het energielabel. Dat geeft een duidelijk beeld van het stroomverbruik. Blijf je liever nog even bij je huidige toestel, dan helpt het om zuiniger met de instellingen om te gaan. Denk aan het aanpassen van de standby-stand of het apparaat alleen gebruiken op momenten waarop de stroomprijs lager ligt. Dat levert al snel tientallen euro's voordeel op.

Het energielabel laat in één oogopslag zien hoe energiezuinig een apparaat is. Vanaf maart 2021 zijn de labels voor een groot aantal apparaten aangepast. Voor de meeste apparaten (zoals wasmachines, vaatwassers, koelkasten, televisies en wasdrogers) loopt de nieuwe schaal van A (het zuinigst) tot G (het minst zuinig). Bij deze groep is A+++ dus verleden tijd; een label C of D is hier vaak al erg zuinig.

Let op: Voor sommige productgroepen, zoals ovens, afzuigkappen en airco's, wordt het oude label nog wel gebruikt. Daar is A+++ nog steeds het hoogst haalbare. Kijk dus altijd goed naar de letter én de kleur op de kaart.

Op energielabel.nl kun je per apparaat opzoeken wat hoe de energielabels precies lopen.

©EPREL

1. Kokendwaterkraan: 133 euro per jaar

Meteen kokend water uit de kraan: wie eenmaal een Quooker heeft, wil niet meer zonder. Maar realiseer je wel dat zo'n kraan het water doorlopend op temperatuur moet houden. En dat zie je terug op je energierekening. Een voorbeeld: een gezin van drie personen gebruikt gemiddeld zo'n 10 liter kokend water per dag via een Quooker. Om dit water te verwarmen, is jaarlijks ongeveer 423 kWh aan energie nodig (bron: ANWB Energie) . Daarnaast kost het op temperatuur houden van het water nog eens 87,5 kWh per jaar. Dit komt neer op een totaal energieverbruik van 511 kWh per jaar. Stel dat je een energiecontract hebt waarbij je gemiddeld 0,26 euro per kWh betaalt, dan kost de kraan je 133 euro per jaar. Je moet dus zelf de afweging maken of je het extra comfort vindt opwegen tegen de extra kosten.

Waar zijn deze bedragen op gebaseerd?

Bij het berekenen van de kosten zijn we uitgegaan van een gemiddelde stroomprijs van 0,26 euro per kWh. Dit is het bedrag dat de ANWB noemt als meest actuele stroomprijs (november 2025). Je kunt de berekeningen makkelijk aanpassen door het tarief in te vullen dat je zelf betaalt.

2. Wifi-versterker: 23 euro per jaar

Overal goede wifi in huis: we kunnen niet meer zonder. Zeker wanneer je veel thuis werkt, graag streamt of kids hebt die niet achter hun gameconsole zijn weg te slaan, is een must. Grote kans dus dat je een of meerdere wifi-versterkers of repeaters gebruikt. Omdat die 24/7 hun werk doen, kost dat meer dan je misschien denkt. De gemiddelde wifi-versterker – je hebt ze met verschillende wattages – verbruikt jaarlijks 88 kWh. Dat kost je per jaar dus ongeveer 23 euro per repeater.

Verbruik uitrekenen

Hoe weet je nu hoeveel energie een apparaat verbruikt? Dat kun je zelf uitrekenen als je het vermogen in Watt (W) weet. Dit wattage vind je meestal in de specificaties of achterop het apparaat onder het kopje Vermogen. Bij vergelijkingssites zoals Kieskeurig.nl vind je die informatie ook terug:

Omdat energie op je rekening in kilowattuur (kWh) wordt afgerekend, moet je Watt eerst omrekenen: 1 kilowatt (kW) = 1000 Watt (W).

Bijvoorbeeld: Een stofzuiger van 900 Watt is: 900 ÷ 1000 = 0,9 kW.

Om de kosten te berekenen, gebruik je deze formule: Energieverbruik (kWh) = Aantal uur in gebruik (h) x Vermogen (kW)

Rekenvoorbeeld:
Gebruik je de stofzuiger van 0,9 kW elke week 3 uur? Dan is het verbruik: 0,9 x 3 = 2,7 kWh per week. De kosten hiervan zijn dan 2,7 kWh x 0,26 euro = = 0,702 per week. Op jaarbasis is dat dus ruim 36 euro per jaar.

Let op:
Deze berekening werkt alleen goed voor apparaten die constant vermogen vragen zolang ze ingeschakeld zijn. Denk aan een stofzuiger, waterkoker of straalkachel: die staan 'aan' en verbruiken dan continu stroom. Voor apparaten met een wisselend programma of thermostaat (zoals een wasmachine, vaatwasser of koelkast) werkt deze som niet, omdat ze niet constant op vol vermogen draaien. Daarvoor kun je beter naar het kWh-verbruik op het energielabel kijken.

3. Televisie: afhankelijk van grootte en schermresolutie

Niet verrassend: het stroomverbruik van een televisie is afhankelijk van het formaat van het scherm. Een 65inch-televisie verbruikt bijvoorbeeld twee keer zo veel stroom als een 43inch-exemplaar met hetzelfde energielabel. Vooral de resolutie van het scherm maakt veel uit voor het verbruik. Grotere beeldschermen hebben een hogere resolutie om een scherp beeld te krijgen, zoals een 4K- of zelfs 8K-resolutie. 8K-televisies verbruiken flink meer energie dan een 4K-televisie die net zo groot is. Bij televisies wordt daarom ook vaak het stroomverbruik apart vermeld voor zowel de SDR- als de HDR-video. In dit geval staat SDR voor Standard Dynamic Range met een resolutie van 1080p en HDR voor 4K-content.

Doordat er hier zo veel variabelen een rol spelen, kunnen we geen richtbedrag berekenen. Met deze gegevens en de uitleg over verbruik uitrekenen in het kader hierboven kun je dit het beste zelf doen.
Lees ook: Dit zijn de 11 best geteste televisies van 2025

Ook de beeldkwaliteit bepaalt hoeveel energie wordt verbruikt. Bij SDR-gebruik (1080p) krijgt deze tv energielabel E, terwijl de HDR-stand goed is voor energielabel G, een stuk minder zuinig dus.

4. Extra koelkast - tussen de 30 en 36 euro

Wanneer ze een nieuwe koelkast kopen, zetten veel mensen hun oude koelkast in de schuur of garage. Handig, maar houd er rekening mee dat oude koelkasten wel een stuk minder zuinig zijn dan nieuwe. Stel dat je een simpele, eendeurs oude koelkast als extra koelruimte gaat gebruiken. Grote kans dat zo'n koelkast dan energielabel D, E of zelfs F heeft. Daarvan is het gemiddelde jaarverbruik respectievelijk 113, 130 en 139 kWh. Dat kost je op jaarbasis al snel tussen de 30 en 36 euro op jaarbasis extra.

Het kan dus slimmer zijn om in plaats daarvan één grotere koelkast in de keuken neer te zetten. Neem een energiezuinig model als de Samsung RB38C607AB1: die heeft een koelinhoud van 273 liter en een vriesinhoud van 114. Verbruik op jaarbasis? 108 kWh, dus ongeveer 28 euro. Dat is dus lager dan die simpele, oude eendeurs koelkasten die we hierboven hebben aangehaald!

Weet je niet zeker of je aan één koelkast genoeg hebt? Veel mensen leggen uit gewoonte alles in de koelkast, maar dat is zonde van de ruimte én de energie. Sommige producten horen er zelfs liever niet in: tomaten, komkommers, avocado's en aubergines verliezen door de kou hun smaak. Daarnaast zijn harde groenten zoals pompoen, knolselderij en winterpeen op een koele plek in huis wekenlang houdbaar zonder koeling. En waarom zou je zes flessen frisdrank tegelijk koelen? Er pas een nieuwe fles in zetten wanneer de oude bijna leeg is werkt net zo goed.

Wil je de tweede koelkast toch houden, zet hem dan alleen aan wanneer je hem echt nodig hebt, bijvoorbeeld wanneer je je hele familie hebt uitgenodigd voor het kerstdiner of wanneer je je verjaardag viert.

5. Consoles en gaming-pc's - tussen de 45 en 365 euro

Ben je een fervent gamer of heb je kinderen die dat zijn? Afhankelijk van het apparaat waarmee er gegamed wordt, kunnen de kosten flink oplopen. Gebeurt dat op een Xbox of PlayStation, dan verbruikt deze tussen de 150 en 160 watt per uur. Game je 3 uur per dag, dan zit je per jaar zo aan de 45 euro.

Maar pas écht in de papieren loopt het met een game-pc: het verbruik zo'n machine komt gemiddeld per jaar – inclusief monitor – uit op ongeveer 1.400 kWh. Je hebt het dan, bij een tarief van 0,26 euro/kWh, over zo'n 365 euro. En dat staat gelijk aan het energieverbruik van drie koelkasten. Wil je echt besparen, dan is een gameconsole dus de betere keuze. En door hem echt uit te zetten in plaats van op stand-by wanneer je hem niet gebruikt, ben je nog voordeliger uit.