エネルギーハーベスティングシステム市場は、2023年に6億米ドルと評価され、予測期間中に10.0％のCAGRを記録し、2028年までに9億米ドルに達すると推定されています。
エネルギーハーベスティングシステム市場の成長は、環境問題の高まり、小型化と柔軟性の要件、建物やホームオートメーションのためのエネルギーハーベスティングシステムにおけるIoTデバイスの統合によって駆動されます。
市場動向
推進要因 小型化と柔軟性の要求
小型、軽量、多用途のパワーソリューションへのニーズの高まりにより、より小型で柔軟性の高いエネルギーハーベスティングシステムへの需要が増加しています。ウェアラブルエレクトロニクス、IoTセンサー、スマートパッケージングなどのアプリケーションは、小さなフォームファクターにシームレスに統合され、様々な形状や構造に適応するエネルギーハーベスティングシステムを必要とします。エネルギーハーベスティングシステムの小型化は、より小さなデバイスへの統合を可能にし、より実用的で効率的なものにします。例えば、ウェアラブルエレクトロニクスでは、エネルギーハーベスティングシステムは、着用者の動きや体温から電力を生成することができるため、頻繁なバッテリー交換の必要がなくなります。これにより、ユーザーの利便性が向上し、デバイスの寿命が延び、電子機器廃棄物が削減されます。
柔軟性は、エネルギーハーベスティングシステムにとってもう一つの重要な要件であり、特に曲面への適合性や適応性が必要とされる用途において重要です。フレキシブルなエネルギーハーベスティングデバイスは、性能や美観を損なうことなく、織物や曲面、不規則な形状の物体に組み込むことができます。これにより、スマート衣料、フレキシブルディスプレイ、曲面エレクトロニクスへのエネルギーハーベスティング統合の可能性が広がります。
制約： 地理的・環境的制約
エネルギー・ハーベスティング技術が最適に機能するためには、特定の地理的地域や環境条件に依存します。例えば、太陽エネルギー・ハーベスティングは、効果的な発電のために太陽光が利用可能であることに依存しているため、日照時間が限られていたり、雲に覆われていたりする地域には適していません。このように、地理的・環境的な制約が、必要な資源が容易に入手できない地域におけるエネルギー・ハーベスティング・システムの普及を妨げる可能性があります。日照時間が短い地域では、太陽エネルギー利用は現実的ではなく、他のエネルギー源に頼る必要があるかもしれません。同様に、風速が弱い地域では、風力発電システムの恩恵を受けられないかもしれません。
さらに、極端な温度、湿度、腐食環境などの環境条件は、エネルギーハーベスティングシステムの効率や耐久性に影響を与える可能性があります。例えば、極端な低温はソーラーパネルの効率を低下させ、高湿度は特定のエネルギーハーベスティングデバイスの性能に影響を与える可能性があります。このような環境上の制限により、システム設計、材料、またはメンテナンス・プロトコルに追加的な考慮や適応が必要となり、コストや複雑さが増す可能性があります。
機会： スマート・シティの出現
スマートシティの出現は、エネルギーハーベスティングシステム市場に有利な機会をもたらします。都市の人口が増え、相互接続が進むにつれて、スマート・インフラに電力を供給するための持続可能なエネルギー・ソリューションの必要性が高まっています。スマートシティの重要な構成要素であるスマートビルは、いくつかの方法でエネルギーハーベスティング技術の恩恵を受けることができます。エネルギーハーベスティングシステムを建物の構造に組み込むことで、太陽エネルギー、熱エネルギー、運動エネルギーといった周囲のエネルギー源からエネルギーを生成することができます。このエネルギーは、建物内の低消費電力デバイス、センサー、監視システムに電力を供給することができます。また、エネルギーハーベスティング技術は、空調システムからの熱の利用や、ビルの運転から発生する振動の利用など、無駄なエネルギーを回収して利用することもできます。これらのアプリケーションは、従来のエネルギー源への依存を減らし、建物の全体的なエネルギー効率を高めます。
スマートシティのもう一つの重要な側面であるインテリジェント交通システムも、エネルギー・ハーベスティング・システムを活用することができます。交通管理システム、街灯、標識は、周囲のエネルギー源から収穫したエネルギーで電力を供給することができ、電力網への依存を減らすことができます。例えば、路面に組み込まれたソーラーパネルが太陽エネルギーを収穫し、街灯や電気自動車の充電ステーションに電力を供給することができます。また、エネルギー・ハーベスティング技術を利用して、交通システムのブレーキや振動からエネルギーを回収し、それを電気に変換して車載センサーや通信機器、照明に電力を供給することもできます。
さらに、スマートシティ内のエネルギー効率の高いネットワークは、エネルギー・ハーベスティング・システムによって電力を供給することができます。例えば、ワイヤレス・センサー・ネットワークは、環境モニタリング、廃棄物管理、セキュリティの目的で街中に配置された多数のセンサーに電力を供給するために、エネルギー・ハーベスティング技術を利用することができます。環境からエネルギーを利用することで、これらのネットワークは自律的に動作し、頻繁なバッテリー交換や外部電源の必要性を減らすことができます。エネルギー・ハーベスティング・システムをスマート・シティに統合することで、多くのメリットが得られます。従来のエネルギー源への依存を減らし、持続可能性を促進し、エネルギー効率を高め、都市インフラ全体の回復力を向上させます。エネルギー・ハーベスティング技術は、スマート・シティが自給自足を達成し、環境フットプリントを削減することを可能にします。さらに、エネルギー消費とメンテナンスの必要性を削減することで、コスト削減にも貢献します。
課題 エネルギー・ハーベスティング・システムを既存のインフラに統合する際の限界
エネルギーハーベスティングシステムを既存のインフラに統合することは、インフラの多様な性質や、改修や改造の必要性から、大きな課題をもたらします。統合プロセスには、エネルギーハーベスティング技術に対応するためにインフラを適合させ、既存のシステムやオペレーションとの互換性を確保することが含まれます。主な課題の一つは、古い構造物や建物の改修です。多くの既存の建物は、エネルギーハーベスティングシステムを念頭に置いて設計されていないため、統合プロセスが複雑でコストがかかります。改修には、ソーラーパネル、圧電センサー、運動エネルギーハーベスターのようなエネルギーハーベスティングデバイスを組み込むために、建物の外壁、電気システム、構造部品に変更を加える必要があります。改修プロセスの完全性と安全性を確保するためには、構造評価とエンジニアリングの専門知識がしばしば必要とされます。
同様に、エネルギーハーベスティングシステムを道路や交通インフラに組み込むことは、ユニークな課題をもたらします。圧電材料やソーラーパネルのようなエネルギーハーベスティング技術の設置には、デバイスを収容するために道路の再舗装や修正が必要になる場合があります。統合プロセス中の混乱を最小化するためには、交通当局との調整や交通管理への配慮が不可欠です。さらに、エネルギーハーベスティングシステムを既存の交通インフラに統合するには、規制や安全上の要件を克服する必要があるかもしれません。産業機器や機械もまた、エネルギーハーベスティングシステムとの統合に課題をもたらします。振動や廃熱のような周囲のエネルギー源からエネルギーを利用するために、既存の機器を改造するには、機器の設計を変更するか、エネルギーハーベスティングモジュールを追加する必要があるかもしれません。機器の運転効率や安全性を損なうことなくシームレスに統合するためには、制御システムや電気インターフェースとの互換性も考慮しなければなりません。
予測期間中、光エネルギーハーベスティングセグメントがより大きな市場シェアを保持。
2022年には、光エネルギーハーベスティングセグメントがエネルギーハーベスティングシステム市場でより大きなシェアを占めました。クリーンで持続可能なエネルギーソリューションへの需要が高まり続ける中、光エネルギーハーベスティングは再生可能エネルギーを利用するための有望な道を提供します。ソーラーパネルのような光起電力技術の進歩は、太陽光を使用可能な電力に効率的に変換する道を開きました。
さらに、有機太陽電池、ペロブスカイト太陽電池、透明太陽電池パネルなどの新技術は、効率を向上させ、応用範囲を広げることによって、この分野に革命をもたらしています。光エネルギー・ハーベスティングの汎用性により、ウェアラブル、モノのインターネット（IoT）機器、自律型センサー、スマート・インフラストラクチャーなど、さまざまな機器やシステムに組み込むことができます。この技術は、従来のエネルギー源への依存を減らし、エネルギー自立を促進し、二酸化炭素排出量を削減し、分散型発電の機会を開きます。継続的な研究開発努力により、光エネルギーハーベスティングの成長可能性は加速し、イノベーション、持続可能性、経済成長を今後数年で促進すると予想されます。
予測期間中、エネルギーハーベスティングシステム市場で最大のシェアを占める変換器セグメント
2022年、変換器セグメントはエネルギーハーベスティングシステム市場で最大のシェアを占めました。セルフパワーデバイスの需要の高まりとモノのインターネット（IoT）の成長が、エネルギーハーベスティング変換器のニーズを促進しています。エネルギーハーベスティング変換器は、従来のバッテリーに代わる魅力的な選択肢を提供し、外部電源や頻繁なバッテリー交換なしに動作できる自給自足型デバイスの開発を可能にします。持続可能性とエネルギー効率に対する意識の高まりは、産業界を再生可能で環境に優しい電力ソリューションへと向かわせ、使い捨てバッテリーへの依存を減らしています。ビルディングオートメーション、自動車、輸送など、さまざまな産業で使用事例が拡大していることも、需要の拡大に貢献しています。これらの要因が相まって、今後数年間のエネルギーハーベスティング変換器の採用拡大に有利な環境を作り出しています。
予測期間中、ビル＆ホームオートメーションアプリケーションがエネルギーハーベスティングシステム市場において最も高い成長を示すでしょう。
ビル＆ホームオートメーションアプリケーションセグメントは、エネルギーハーベスティングシステム市場で最も高い成長を占めると予想されます。このセグメントは、エネルギー効率の高い、スマートな生活環境に対する需要の増加によって牽引されています。これらのアプリケーションへのエネルギーハーベスティングシステムの統合は、持続可能性、利便性、コスト削減の面で多くの利点を提供し、主要な成長要因として浮上しています。これらのシステムは、太陽エネルギー、熱エネルギー、運動エネルギーなどの再生可能エネルギーを利用して、照明、HVACシステム、センサー、スマートデバイスに電力を供給することで、エネルギー効率を高めます。ワイヤレス接続と拡張性により、エネルギーハーベスティングシステムは複雑な配線なしで簡単に統合できます。エネルギーハーベスティングシステムのメンテナンスフリーの操作と環境への影響の低減は、ビルディング＆ホームオートメーションアプリケーション全体の市場成長にさらに貢献します。エネルギーハーベスティングシステムを活用することで、ビル＆ホームオートメーションアプリケーションは、より環境に優しく、より適応性の高い未来を提供します。
アジア太平洋地域のエネルギーハーベスティングシステム市場は、予測期間中に最も速い速度で成長すると推定されます。
アジア太平洋地域のエネルギーハーベスティングシステム市場は、予測期間中に最も高いCAGRで成長する見込みです。この地域の技術進歩と製造能力は、エネルギーハーベスティングシステムの開発と商業化に貢献しています。さらに、消費者や企業の間で環境維持に対する意識や関心が高まっていることが、エネルギーハーベスティングを含むクリーンエネルギーの導入を促進しています。アジア太平洋地域はまた、効率的で持続可能な電力ソリューションを必要とするスマートシティプロジェクトへの大規模な投資を目撃しており、それによってエネルギーハーベスティングシステムへの需要を煽っています。
主要企業
エネルギーハーベスティングシステム企業の主要ベンダーには、STMicroelectronics（スイス）、Microchip Technology Inc.（米国）、Texas Instruments Incorporated（米国）、Analog Devices, Inc.（米国）、Infineon Technologies AG（ドイツ）、ルネサス エレクトロニクス株式会社（日本）、EnOcean GmbH（ドイツ）、ABB（スイス）、Honeywell International Inc. その他、Kistler Group（スイス）、Cymbet Corporation（米国）、Mide Technology Corporation（米国）、Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG（ドイツ）、CTS Corporation（米国）、Trameto Limited（英国）、Nexperia（オランダ）、CeramTec GmbH（ドイツ）、Bionic Power Inc.（カナダ）、Kinergizer（オランダ）、Powercast Corporation（米国）、Micropelt GmbH（ドイツ）、Advanced Linear Devices, Inc. (米国）、Voltree Power社（米国）などがエネルギーハーベスティングシステム市場の新興企業です。
この調査レポートは、エネルギーハーベスティングシステム市場を技術、コンポーネント、最終用途システム、用途、地域に基づいて分類しています。
セグメント
サブセグメント
技術別
光エネルギーハーベスティング
振動エネルギーハーベスティング
無線周波数（RF）エネルギー・ハーベスティング
熱エネルギーハーベスティング
低温範囲
中温範囲
高温範囲
コンポーネント別
変換器
光電池式
動電型、圧電型、電磁型
熱電変換器
無線周波数（RF）変換器
パワーマネージメント集積回路（PMICs）
二次電池
最終用途システム別
ワイヤレススイッチングシステム
ワイヤレスHVACシステム
ワイヤレスセンシング・テレマティクスシステム
タイヤ空気圧モニタリングシステム
資産追跡システム
遠隔健康監視システム
回生エネルギーハーベスティングシステム
アプリケーション別
ビル＆ホームオートメーション
コンシューマー・エレクトロニクス
産業用
輸送
セキュリティ
地域別
北米
米国
カナダ
メキシコ
欧州
ドイツ
英国
フランス
その他のヨーロッパ
アジア太平洋
中国
日本
韓国
その他のアジア太平洋地域
その他の地域
南米
中東・アフリカ
2023年3月、STマイクロエレクトロニクス（スイス）は、電動工具、エネルギー貯蔵、医療機器などのアプリケーション向けに、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池からのエネルギーハーベスティングの効率性、耐久性、安全性を向上させ、正確で適応性のある性能を提供するL9961バッテリ・マネジメント・システム（BMS）デバイスを発表しました。
2023年3月、インフィニオンテクノロジーズAG（ドイツ）は、センシングとエネルギーハーベスティング機能を統合した新しいNFCタグサイドコントローラ、NGC1081を発表しました。このコンパクトでバッテリーフリーのソリューションにより、医療用パッチからデータロガーやスマートサーモスタットに至るまで、さまざまなアプリケーション向けの低コストでスマートなセンシングIoTデバイスが実現します。
2022年6月、EnOcean GmbH（ドイツ）は、Lightfair 2022において、エネルギーハーベスティング無線技術に基づくセルフパワーセンサーおよびスイッチソリューションを展示しました。Easyfitポートフォリオは、スマート照明システム用のワイヤレス制御を提供し、省エネと環境改善を可能にしました。同製品は、バッテリーレス、ワイヤレス、相互運用が可能で、様々なビルディングオートメーションやIoTアプリケーションに適しています。
【目次】
1 はじめに （ページ – 32）
1.1 調査目的
1.2 市場の定義
1.3 調査範囲
1.3.1 対象市場
図1 エネルギーハーベスティングシステム市場のセグメンテーション
1.3.2 対象地域
1.4 対象範囲と除外項目
1.4.1 含有と除外、企業別
1.4.2 含有と除外、技術別
1.4.3 含有物と除外物：部品別
1.4.4 含有物と除外物：用途別
1.5 考慮される年数
1.6 通貨
1.7 制限事項
1.8 利害関係者
1.9 変更の概要
1.1 景気後退の影響
2 調査方法 （ページ – 39）
2.1 調査データ
図 2 調査デザイン
2.1.1 二次データ
2.1.1.1 主な二次資料
2.1.1.2 二次資料からの主要データ
2.1.2 一次データ
2.1.2.1 専門家への一次インタビュー
2.1.2.2 一次データの内訳
2.1.2.3 一次資料からの主要データ
2.1.3 二次調査および一次調査
2.1.3.1 主要業界インサイト
2.2 市場規模の推定
図 3 調査プロセスフロー
2.2.1 ボトムアップアプローチ
2.2.1.1 ボトムアップ分析（需要側）による市場規模把握アプローチ
図4 ボトムアップアプローチ
2.2.2 需要サイド分析
図5 需要サイドアプローチ
2.2.3 トップダウンアプローチ
2.2.3.1 トップダウン分析による市場シェア獲得アプローチ（供給側）
図6 トップダウンアプローチ
2.3 データの三角測量
図7 データの三角測量
2.4 リサーチの前提
図8 調査の前提
2.5 景気後退の影響分析
2.6 リスク評価
表1 リスク評価
2.7 研究の限界
3 EXECUTIVE SUMMARY （ページ – 53）
図 9 2021-2023 年における主要国の GDP 成長率予測
図10 エネルギーハーベスティングシステム市場に対する景気後退の影響、2019-2028年（百万米ドル）
図11 光エネルギーハーベスティングは予測期間中に急成長するセグメント
図12 トランスデューサーが2028年に最大市場シェアを獲得
図13 ビル＆ホームオートメーションが予測期間中に他のセグメントを上回る
図14 北米が予測期間中最大の市場に
4 プレミアムインサイト（ページ数 – 58）
4.1 エネルギーハーベスティングシステム市場におけるプレーヤーにとっての魅力的な機会
図15 エネルギーハーベスティングシステムを搭載した無線センサーネットワークの採用増加
4.2 エネルギーハーベスティングシステム市場、技術別
図16 光エネルギーハーベスティング分野が予測期間中に市場を支配
4.3 エネルギーハーベスティングシステム市場：コンポーネント別、アプリケーション別
図 17 2023 年には変換器とビル＆ホームオートメーション分野が最大市場シェアを占める
4.4 エネルギーハーベスティングシステム市場、地域別
図18 北米が2023年に市場の主導的地位を確保
4.5 エネルギーハーベスティングシステム市場：国別
図19 2023年から2028年にかけて中国が最も急成長する国
5 市場概観（ページ番号 – 61）
5.1 はじめに
5.2 市場ダイナミクス
図 20 エネルギーハーベスティングシステム市場：促進要因、阻害要因、機会、課題
5.2.1 推進要因
5.2.1.1 環境問題の高まり
5.2.1.2 小型化と柔軟性の要求
5.2.1.3 ビルやホームオートメーションのためのエネルギーハーベスティングシステムにおけるIoTデバイスの統合
図21 設備管理システム市場規模、2019年～2027年
5.2.1.4 政府の積極的な取り組み
表2 政府の取り組み
5.2.1.5 エネルギーハーベスティングシステムを搭載した無線センサーネットワークへの嗜好の高まり
図22 エネルギーハーベスティングシステム市場促進要因の影響
5.2.2 阻害要因
5.2.2.1 地理的・環境的制約
5.2.2.2 遠隔設置型ネットワークモジュールの制約
…
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