2022年版 エネルギーハーベスティングデバイス市場の現状と展望

発刊日
2022/04/28
体裁
A4 / 99頁
資料コード
C63125000
PDFサイズ
12.4MB
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調査資料詳細データ

調査概要
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調査目的:エネルギーハーベスティングデバイスメーカー及び関連組織の動向と今後の事業施策を調査することでエネルギーハーベスティングデバイス市場の現状と今後の動向を把握することを目的とする。
調査対象:主にμW、mWレベルの発電を行うエネルギーハーベスティングデバイス
調査方法:弊社専門調査員による直接面談取材による
調査期間:2021年11月~2022年4月

資料ポイント
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眼前のライバル(電池)との併用での実績化こそ近道

  • 2021年に6億個弱から2030年には普遍的な電源の一つとなり95億個へ伸長
  • 『標準化』をキーワードに性能差が明確になり、普及促進
  • 目的は「発電」ではなく、あくまでツールとしての電源供給を軸足に
  • 意識の差による『欧米より10年の遅れ』は縮まるが、その背中は見えず
  • 2030年にEU一次電池規制&6G(beyond 5G)ベース電源の可能性で史上最大の絶頂期へ
  • 発電素子の性能UPだけでなく周辺機器とのバランスを優先せよ

リサーチ内容

調査結果のポイント

1.市場動向
2.エネルギーハーベスティングデバイス関連組織の取り組み
3.展望と課題

第1章:エネルギーハーベスティングデバイス市場の現状と展望

エネルギーハーベスティングデバイス市場の現状と展望
電池を捨て続ける社会は終わり、持続可能な社会の実現を支える
実用化の積み上げを通じ普遍的な電源供給方法の一つとなる
2021年に6億個弱で2030年には95億個へ
トリリオンには程遠いが、市民権を得て欧米を中心に普及
  図.エネルギーハーベスティングデバイス市場規模推移と予測(2019年-2030年、数量)
電源選択の俎上に載るか
消費電力と可搬性がキー
  図.各電源における使用機器における消費電力と可搬性の関係イメージ
比較検討のための標準化が必須
性能を示し、健全な競争原理を働かせ市場の健全な成長へ
  図.エネルギーハーベスティングデバイスの採用検討における前提条件と現状、今後への期待イメージ
欧米から10年の遅れは今・・・
欧米と日本の違いは意識
2030年に向けた今後について
EUの一次電池規制と6G(beyond5G)がキーポイント
結局、落としどころは電池併用
現場フレンドリーな運用が最適解
エネルギーハーベスティングはチームプレイ
二次電池とのタッグを生かし低い発電力をカバーし適用拡大

第2章:発電方式、用途別エネルギーハーベスティングデバイスの現状と展望

発電方式、用途別エネルギーハーベスティングデバイスの現状と展望
方式別では光と振動が牽引するが、拡張性高い電波方式も有望
用途別では電池交換低減/不要だけでなく、“切れない”電池としても活用
各方式が活発だが光と振動が牽引
電波が3番手として成長
  表.発電方式別エネルギーハーベスティングデバイスの特徴一覧
  図表.方式別エネルギーハーベスティングデバイス市場の推移と予測(数量、2019年-2030年予測)
  表.エネルギーハーベスティングデバイスの方式別単位面積・体積当たり参考発電量一覧
  表.エネルギーハーベスティングデバイスで採用される主な通信方式一例

第3章:エネルギーハーベスティングデバイス関連組織の動向

アイシン高丘株式会社
  本業で取り扱いが得意な鉄系材料&鋳造
  これら2点から丈夫な鉄・バナジウム・アルミニウム熱電モジュールを展開
  自動車部品製造の高い技術をもって展開
  「次世代事業推進チーム」新設で大きな飛躍の準備始まる
  鋳鉄で発生する大量廃熱の活用模索が原点
  長年の鋳鉄取り扱いから鉄・バナジウム・アルミニウムで熱電発電の製品化
  表.アイシン高丘製熱電モジュール性能一覧
  図.同社製熱電モジュール外観図
  グループ親会社との国プロ共同研究で開発スピードUP
  安心・安全・高耐久・高強度でありカーボンニュートラルのきっかけとしても有用
 
旭化成エレクトロニクス株式会社
  独自開発・特許取得の回路設計技術による入力電圧15mV対応の
  極低消費・低電圧駆動電源ICとBLE送信ビーコン開発
  世界に広がる旭化成グループ
  センサーとLSIに親和性の高いエネルギーハーベスティング向け電源IC開発
  極低消費電力で15mVの超低電圧から電圧カバー
  独自開発特許取得技術によるもの
  表.電源IC性能表(一部)
  図.発電素子の電力と電圧におけるカバー領域の違いイメージ
  図.同社評価キット外観図
 
アダマンド並木精密宝石株式会社
  他デバイスと比較し大電力を生む振動発電と
  汎用品との組み合わせで仕様に柔軟にフィット
  ものづくりのメーカーからIoTソリューションへ協業先連携で対応
  数十~数百mWの大きな発電量で様々な用途をカバー
  図.様々な振動源に対応可能な発電デバイス図
  図.同社にて用意できる必要物品等の一例イメージ
 
アルプスアルパイン株式会社
  1~2mの近距離で電力消費しない通信技術を開発
  課題も明確で実用化への見通し明るい
  経営統合による技術価値向上に期待
  センサ、スイッチでIoTニーズに対応
  図.同社製品MEMS気圧センサ(左)とフォースセンサ(右)
  局所型低消費電力無線通信技術を開発
  1~2mでは外部消費電力0
 
エネルギーハーベスティングコンソーシアム/株式会社NTTデータ経営研究所
  『欧米より10年の遅れ』を縮め
  普遍的な電源供給の礎へ
  ブログから始まった活動
  日本のEH市場をけん引する組織
  表.エネルギーハーベスティングコンソーシアム共通活動例
  エネルギーハーベスティングの特徴と可能
  各種国家プロジェクト含め数多くの事業化を推進
  図.エネルギーハーベスティングの可能性(発電量と発電コストにおけるポジション)
  表.エネルギーハーベスティングコンソーシアム及び
  NTTデータ経営研究所が関連する国家プロジェクト事例
  表.エネルギーハーベスティングコンソーシアム会員企業一覧
 
国立大学法人 金沢大学
  振動発電でIoTを加速する『V-GENERATOR』
  “シンプルこそ至上”を実現した構造で官民問わず共同研究多数
  「磁歪」一筋の上野教授による振動発電研究室がリード
  磁歪材料ほか4点の部品による最小限の構成で簡便、高感度、高出力を実現
  「鉄ガリウム合金」の優位性を活かした『V-GENERATOR』
  登録制のパートナーページ『V-coLLabo』の仕組みもつくり活発に
  図.振動発電装置(V-GENERATOR)の外観画像
  図.振動発電装置(V-GENERATOR)の模式画像(断面)
  図.「V-GENERATOR」を使用した近距離通信システムイメージ
  図.「V-GENERATOR」を使用した遠距離通信システムイメージ
 
株式会社グローバルエナジーハーベスト(旧:株式会社音力発電)
  「モッタイナイ」未利用エネルギーを活用する技術ベンチャー
  振動力発電を活用し、歩くだけで発電する発電床®を独自開発
  慶応大学発の技術ベンチャー企業
  開発技術を特許化し提供・貸与することで技術開発に特化
  図.発電床®による発電イメージ図
  0.2~0.3mmのストロークで発電していることに気づかないレベルを実現
  重量60kgの人が1秒間に2歩ずつ歩くと発電量約2mWの発電床を提供
  ただの電池代替ではなくIoTに必要不可欠なキーデバイス
  センシングや通信など全体最適化が必須
  波力エネルギーで発電
  諸島地域の実証試験を経て増資も実施
  図.循環型波力揚水発電の実証試験イメージ
 
株式会社サトー
  世界が注目するベンチャーの切手サイズタグを2022年に商用化
  他社が真似できない優れた省エネ回路設計による電波発電
  ヒトとモノと情報をつなぐ「タギング」
  消費者への価値創造を行う
  戦略的パートナーシップ「スマートリテール契約」とパートナープログラム
  「Works with Wiliot」
  図.株式会社サトーとWiliotの協業イメージ
  図.Wiliot IoT ピクセルの特徴イメージ
  購入後のマーケティングデータまで収集できる可能性も
  明確なターゲティングでその他領域に拡大へ
  図.タグの通信モデル
 
国立研究開発法人産業技術総合研究所
  潮解性無機塩水溶液の吸湿作用と塩分濃度差発電技術の組み合わせ
  遮断が難しい熱と異なり水分を扱う優位性から小型化に期待
  IoTセンサーの電源供給問題を解決
  新原理の湿度変動電池による動作実証に成功
  図.開発した湿度変動電池画像
  潮解性無機塩水溶液の吸湿作用と塩分濃度差発電の技術を活用
  最大で30μW(3.3μW/cm2)の出力かつ電流1mA以上で1時間以上継続発電
  図.湿度変動発電装置の低湿度時(左)と高湿度時(右)における挙動イメージ
  図.湿度変動発電装置の時間(h)あたり電圧(mV)の関係(左)、
  負荷(Ω)と出力(μW)/電流(mA)/電圧(mV)の関係(右)
  今後の課題は膜とIC
  量産化も見据え材料と設計の改善も視野に入れ進む
 
東洋エレクトロニクス株式会社
  牛の管理や児童見守り以外にも様々な用途へ展開
  関連団体加入などで効率的な普及促進
  艦船の無電池式電話装置導入実績有り
  歴史と移管した関連事業の融合でも開発推進
  図.同社製品ラインアップ外観図(左から振動発電ビーコン、照明光発電ビーコン、
  小型振動発電ユニット低周波モデル、小型振動発電ユニット機械振動用モデル)
  牛に、児童に、診断・検査機器に、と事例多数
  ハマるソリューション見つけあらゆる現場へ展開
  図.児童見守り運用イメージ
  図.牛の管理運用イメージ
  図.病院内の物品・スタッフの所在管理運用イメージ
 
凸版印刷株式会社
  運用上も施工時も非常に優れたIoT建材
  電源供給・配線不要な位置検出床「ロケーションフロア」
  表装材からスタートし現在では空間演出まで対応
  DXを強く推進しIoT機能を組み合わせたサービスも展開
  図.「居住者見守り訪問介護サービス」のIoTセンサー概要イメージ
  運用上でも、施工する上でも非常に優れた商材
  電源供給・配線不要な位置検出床「ロケーションフロア」
  図.「ロケーションフロア」構造図
  システム込みのためクロージングまで長期化しがちだが
  2025年までに100億円の売上げ狙う
 
丸紅情報システムズ株式会社
  あらゆるIoT化を手助け
  エネルギーハーベスティング無線技術でスマートシティを実証
  EnOceanパ-トナーとなり
  バッテリー不要エッジデバイスに強いSIer誕生
  地域課題解決や低炭素社会の実現
  協業により大規模案件にも対応
  図.避難所における避難者人数把握のイメージ
  図.避難所における安否確認のイメージ
  図.地域児童の下校見守りのイメージ
 
株式会社リコー
  室内光発電に特化した光発電デバイス固体型DSSC
  発電デバイスからアプリケーションまで持ち、提案力最大化
  コア技術を生かし著しく飛躍させることができた発電性能
  トップ&オンリーワンの固体型DSSCサプライヤー
  表.RICOH EH DSSCシリーズの主な仕様
  図.個体型DSSCのデバイス構造模式図
  図.RICOH EH 環境センサーD201外観図
  電池部分は自社独自だが全体として協業強め付加価値をスパイラルアップ
  固体型DSSC以外にOPVやPSCも開発進め最適なデバイスを提供
 
株式会社KELK
  サイズバリエーション豊富なKELGENで多くの廃熱量に対応
  自立電源ユニットもラインアップし効率良く発電
  熱制御一筋50年以上のノウハウ
  設備コンパクト化に寄与する出力密度約1W/cm2の熱電発電モジュール&ユニット
  図.同社製品外観イメージ図
  表.熱電発電モジュール KELGENラインアップ一覧
  表.熱電発電ユニット KELGEN Unitラインアップ一覧
  展示会に引き合い多数
  IoTだけでなくカーボンニュートラル対応をまとめて引き受ける

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