에너지하베스팅, 에너지-에너지 하베스팅 디바이스 세계 시장에 관한 조사결과(2022년)/야노경제연구소

             에너지 하베스팅 디바이스 세계 시장에 관한 조사결과(2022년)

【자료체재】

자료명：「2022년판 에너지 하베스팅 디바이스 시장의 현황과 전망」

발간일：2022년 4월 28일

체  재：A4판 99페이지

【조사요강】

1. 조사기간: 2021년 11월~2022년 4월

2. 조사대상: 에너지 하베스팅 디바이스 메이커 및 관련 조직 등

3. 조사방법: 당사 전문연구원의 대면취재(온라인 포함)

<에너지 하베스팅 디바이스 시장 용어정의>

본 조사에서 에너지 하베스팅 디바이스란, 발전소자에 더해 인식(=센싱)과 제어, 통신기능을 가진 주로 μW, mW 수준의 발전을 하는 디바이스를 대상으로 하여 메이커 출하수량 기준으로 산출했다. 채택 용도에 맞추어 탑재되는 축전기능의 유무는 포함하지 않고, 발광과 표시기능만 있고 통신기능이 없는 디바이스도 대상에서 제외했다.

<시장에 포함된 상품 및 서비스>

발전소자뿐만 아니라 인식과 제어, 통신기능을 가진 디바이스

◆전지 병용의 실적화야말로 보급을 향한 지름길

~환경부하 저감 및 IoT 기기 보급 확대를 배경으로 2030년 에너지 하베스팅 디바이스 세계 출하량은 95억 4,750만 개로 성장 예측~

에너지 하베스팅 디바이스 시장규모 추이·예측

야노경제연구소 조사

주1. 메이커 출하수량 기준

주2. 2022년 이후는 예측치

1. 시장 개황

  에너지 하베스팅(환경발전)이란, 주변 환경의 작은 에너지(진동과 열, 빛, 바람, 전자파 등)를 전력에너지로 변환해 발전하는 기술이다. 발전원리는 예전부터 알려져 있었지만 이러한 작은 전력으로 동작하는 디바이스 등의 개발이 진행됨으로써 실용화로 나아가는 길이 개척되었다.

  에너지 하베스팅 디바이스의 현재까지의 상황을 살펴본다. 2010년에는 일본에서 에너지 하베스팅 컨소시엄이 발족해 업계는 활기를 띠게 되었다.

  이후 일시적인 유행은 진정되었지만 2014년 무렵에 엄청난 수의 센서가 사용되는 사회인 '트릴리언 센서'가 제창되었고, 에너지 하베스팅 디바이스는 센싱기능을 겸비한 경우도 많고 친화성이 높은 점에서 센서의 전원공급수단 중 하나로서 선택되었다. 그러나 실제로는 트릴리언 센서의 보급은 지지부진했고, 센서 업계의 침체와 함께 에너지 하베스팅의 기세도 실종됐다.

  2015년 무렵부터는 IoT(Internet of Things)의 보급과 함께 에너지 하베스팅 디바이스는 다시 전원공급수단의 하나로서 거론되고 있다. 트릴리언 센서와 달리 지금까지 센서가 아니었던 모든 사물이 인터넷 접속되기 때문에 계통전원 등이 없는 경우에도 에너지 하베스팅 디바이스와의 궁합이 좋은 것으로 알려졌다.

  에너지 하베스팅 디바이스는 발전방식에 따라 다양한 특징이 있으며, 사용환경과 용도에 맞는 세세한 설정·제어가 필요하기 때문에 채택에는 개선이 필요한 경우가 많다. 한편 드물게 메커니즘은 복잡하지만 비데의 친환경 리모컨처럼 버튼을 누르기만 하면 되는 간단한 기성품으로서 계속 판매되고 있다. 특히 전지를 사용하지 않기 때문에 전지 교환과 폐기가 발생하지 않고, 배선이 없기 때문에 장치 설치와 제거가 간단한 점 등이 채택의 결정적인 이유가 되는 경우가 많다.

  본 조사에서의 에너지 하베스팅 디바이스란, 발전소자에 더해 인식(=센싱)과 제어, 통신기능을 가진 주로 μW, mW 수준의 발전을 하는 디바이스를 대상으로 했다. 현재는 IoT기기를 중심으로 보급되고 있으며, 2021년 에너지 하베스팅 디바이스 세계 시장(메이커 출하수량 기준)은 5억 8,520만 개로 추산했다.

2. 주목 토픽

소비전력과 휴대성이 핵심인 전원 선택

  전자기기의 사용에는 전원 확보가 필수이지만, 전원 선택에 있어서 조건이 필요한 경우가 있다. 기본적으로는 콘센트에 플러그를 꽂는 것만으로 사용 가능하며, 가장 저렴하고 안정된 계통전원이 선택된다. 또한, 콘센트에 플러그를 꽂지 않는 저소비전력 휴대기기에는 전지가 사용된다.

  이러한 전자기기 중에는 계통전원에 의한 무선전력전송이 가능한 사양의 기기가 존재한다. 현재는 일부 스마트폰이나 웨어러블 기기에 한정되지만, 앞으로는 드론과 전기차 등 전력소비가 큰 기기에도 사용될 것으로 기대된다.

  이와 같이 전자기기의 전원을 선택하는 가운데 에너지 하베스팅 디바이스가 채택되는 분야는 전지 수요의 일부 또는 계통전원의 일부이다.

  전지 중에서도 특히 에너지 하베스팅 디바이스의 대체 가능성이 높은 1차전지는 작은 전력부터 수 W까지가 메인 타깃으로 소형 휴대기기 등에 사용된다. 주요 용도는 각종 리모컨과 조명기구, 완구, 시계, 보청기, 라디오, 잡화, 계측기, 일부 카메라, IC녹음기, 전동칫솔, 전동면도기, 인터폰, 도어벨, CCTV, 무선기기, 미용기기, 전자사전, 계산기 등 다양하다. 이 중에서 일부분을 에너지 하베스팅 디바이스가 대체해 나가게 된다.

  또한 일부 계통전원에서도 빌딩 등 기존설비에 추가하는 기기 설치 시에 추가적인 공사 등이 불필요하기 때문에 채택되는 경우와 신규설비 설치 시에도 공기단축 등의 이점이 큰 경우에 채택되고 있다.

3. 장래 전망

  일반적으로 전원을 확보할 때 비용과 신뢰성 등을 우선하고, 전지를 사용함으로써 어렵거나 복잡한 것은 모두 배제하고 싶은 경우도 존재한다. 또한 콘센트에 플러그를 꽂는 것은 안정된 전원공급체제로서 오랫동안 채택되고 있는 방법이다. 이러한 사례에서는 에너지 하베스팅 디바이스를 사용하는 의의와 의미를 찾을 수 없으므로 채택되지 않는 경우도 많다.

  따라서 에너지 하베스팅 디바이스는 환경부하 저감을 우선시하는 사용자 등에 의해 채택될 것이다.

  위의 이유와 IoT기기의 보급 확대를 배경으로 2030년 에너지 하베스팅 디바이스 세계 시장은 95억 4750만 개로 성장할 것으로 예측한다. 덧붙여 에너지 하베스팅 디바이스는 주로 1차전지의 대체 전원으로서 보급되겠지만, 1차전지의 판매·출하 상황에서는 신규 디바이스용인지 기존 디바이스의 교체 수요인지를 알 수 없기 때문에 1차전지의 시장 추이를 토대로 유추하기는 어렵다.

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