◆マルチクライアント調査レポート：2011年09月16日発刊
エネルギー・ハーベスティング技術の最新研究状況と市場展望
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電池レス化・コードレス化のニーズ、マイクロ発電・環境発電の実現可能性と潜在需要を探る |
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| −調査の背景− |
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- エネルギー・ハーベスティング技術は、日常環境のいたるところに存在するが活用されていない希薄なエネルギー（携帯電話通信や放送の電磁波、照明の光、体温、人や橋梁の振動、車や機器の廃熱・排熱など）を『収穫』し、電気エネルギーに変換して利用する技術の総称である。海外メーカーは圧電あるいは電磁誘導エネルギーをセンサや照明スイッチの電源として利用した製品で既に商業的に成功しつつあるが、日本メーカーは発電デバイスの研究開発が主となっており、環境発電の事業化ベースで10年遅れているとも指摘されている。この遅れを取り返すべく、今では40社を超す企業が加盟するエネルギーハーベスティングコンソーシアムを2010年5月に立上げ、環境発電事業の立上げ支援をこれから進めていこうとしている。
- 近年、Power MEMS技術、材料技術など様々な技術の進展により、電気エネルギーへの電力変換素子の性能が向上してきている。また、電力の直接の利用目的であるセンサや無線用ICチップの消費電力が大幅に低減し、マイクロエネルギー対応のアナログICの製品化が増えてきたことで、実用化の可能なアプリケーションが広がってきている。
- エネルギー・ハーベスティング技術が注目される背景には、環境発電という呼称が示すとおりエコというトレンドがあるが、それ以上に最大のメリットとして電池や電力線が不要となるワイヤレス化、それにともなうトータルコストダウンがある。この点がエネルギー・ハーベスティング技術の実用化の真の原動力として高く評価されている点であり、期待されている所以でもある。
- 本調査レポートでは有力研究事例の最新状況を確認するとともに、実用化までにどのような要件が必要とされるのかを念頭において調査を行った。本調査レポートが関係各社の今後の事業戦略立案にあたり、一助となれば幸いである。
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| −調査目的− |
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- 本調査ではエネルギー・ハーベスティング技術の最新研究状況をデバイスメーカー、モジュールメーカー、関連部材メーカー、ユーザーにヒアリングすることで、有力研究事例の最新研究状況をまとめた。
- また、有望アプリケーションの市場規模を予想するにあたり、実用化までの真のハードルを見極め、今後の市場展望にあたり必要とされるエネルギー・ハーベスティング・ビジネスのビジネスモデルについても言及した。
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| −調査対象− |
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1) エネルギー・ハーベスティング・デバイスおよびモジュールメーカー
2) エネルギー・ハーベスティング関連部材メーカー
3) エネルギー・ハーベスティング関連業界団体
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| −目次− |
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- I. エネルギー・ハーベスティング技術・市場の将来展望（1）
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1. エネルギー・ハーベスティング技術の定義（1）
2. エネルギー・ハーベスティング技術の有望アプリケーション（3）
3. 有望アプリケーションの共通要件（8）
4. エネルギー・ハーベスティング技術のトレンド（9）
5. エネルギー・ハーベスティング周辺技術のトレンド（12）
6. エネルギー・ハーベスティング業界の市場規模に関する考察（16）
7. エネルギー・ハーベスティングビジネスの将来像（21）
8. エネルギー・ハーベスティングを取り巻く研究開発環境（24）
- II. エネルギー・ハーベスティング技術の最新研究状況（29）
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A. 電磁波エネルギー・ハーベスティング（30）
1. 光電効果（色素増感太陽電池(1)）（31）
2. 光電効果（色素増感太陽電池(2)）（35）
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3. レクテナ（38）
4. 電磁エネルギー（焦電効果）（44）
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B. 力学的エネルギー・ハーベスティング（45）
5. 振動発電（エレクトレット方式(1)）（46）
6. 振動発電（エレクトレット方式(2)）（52）
7. エレクトレット材質（非晶質パーフルオロ樹脂）（57）
8. エレクトレット方式振動発電のアプリケーション（センサネットワーク・道路インフラ向け）（59）
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9. 振動発電（圧電方式）（69）
10. 振動発電（電磁誘導方式）（71）
11. スイッチ動作による発電（電磁誘導方式）（76）
12. 荷重による発電（圧電方式）（87）
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C. 熱エネルギー・ハーベスティング（92）
13. 熱電発電（ゼーベック効果(1)）（93）
14. 熱電発電（ゼーベック効果(2)）（99）
15. 熱電発電（ゼーベック効果(3)）（104）
16. 熱電発電（ゼーベック効果(4)）（111）
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17. 熱電発電（ゼーベック効果(5)）（114）
18. 熱電発電（ゼーベック効果(6)）（119）
19. 熱電発電（ネルンスト効果）（124）
20. 熱イオン発電（125）
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D. バイオエネルギー・ハーベスティング（127）
21. 血糖グルコース発電（血管埋め込み型）（128）
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22. バイオ発電（心筋細胞を利用した発電方式）（130）
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