에너지 하베스팅 디바이스 세계시장에 관한 조사결과(2024년)
【자료체재】
자료명：「2024년판 에너지 하베스팅 디바이스 시장의 현황과 전망」
발간일：2024년 6월 28일
체 재：A4판 106페이지
【조사요강】
1. 조사기간: 2024년 4월~6월
2. 조사대상: 에너지 하베스팅 디바이스(주로 μW, mW 수준의 발전) 메이커 기업, 관련된 대학과 연구기관 등
3. 조사방법: 당사 전문연구원의 대면취재(온라인 포함), 전화·e-mail 등을 통한 취재조사 및 문헌조사 병용
<에너지 하베스팅 디바이스 용어정의>
에너지 하베스팅 디바이스는 주변 환경에서 발생하는 미세한 에너지를 '수확(하베스팅)'하여 전력 에너지로 변환하는 기기로 전력 확보의 한 수단이다.
본 조사에서 에너지 하베스팅 디바이스란 발전소자와 함께 인식(센싱)과 제어, 통신 각 기능을 가지며, 주로 μW, mW 수준의 발전을 하는 디바이스(기기)를 대상으로 했다. 채용 용도에 맞추어 탑재되는 축전 기능의 유무는 더하지 않고, 발광과 표시만 있고 통신기능이 없는 디바이스도 제외했다. 또 시장규모는 세계시장의 메이커 출하수량 기준으로 산출했다.
<시장에 포함된 상품 및 서비스>
발전소자뿐만 아니라 인식, 제어, 통신 기능을 가진 디바이스
◆들어갈 수 없는 현장은 없다! 기존 제품이라도 고안한 운용으로 부가가치 향상!
~2024년 17억 개에서 2032년 153억 개 규모로 확대 예측~
에너지 하베스팅 디바이스 세계시장 규모 추이 및 예측
야노경제연구소 조사
주1. 메이커 출하대수 기준
주2. 산업용 로봇 중 ISO 10218-1, ISO 10218-2, ISO TS 15066에 적합한 협동로봇을 대상으로 했다
주3. 2024년은 전망치, 2025년 이후는 예측치
1. 시장 개황
에너지 하베스팅 디바이스는 우리 주변 환경에서 발생하는 미세한 에너지를 '수확(하베스팅)'하여 전력 에너지로 변환하는 기기로 전력 확보의 한 수단이다. 발전 방식은 빛과 진동 등이 중심이지만, 그 외에도 다양한 방식이 존재한다. 최근에는 IoT 기기의 전지 교환 과정을 생략할 목적으로 전지 교환이 필요 없는 전원으로서 에너지 하베스팅 디바이스가 주목받고 있다. 또한 세계적으로 지속가능한 사회를 지향하는 움직임 속에서 환경문제 관점에서도 환경부하를 저감할 수 있는 전력원으로서 에너지 하베스팅 디바이스가 기대되고 있다.
2023년의 에너지 하베스팅 디바이스 세계시장 규모는 메이커 출하수량 기준으로, 13억 742만 5,000개로 추계했다. 유럽에서의 배터리 규제와 각국에서 진행되는 가이드라인(규제) 도입으로 에너지 하베스팅 디바이스의 도입을 가능케 하는 환경정비가 진전되고 있다. 이러한 가운데 에너지 하베스팅 디바이스의 채용·도입 실적이 증가하고 있으며, 아직 보급될 여지가 충분히 있는 점에서 2024년에는 17억 8,895만 개가 될 것으로 예측한다.
2. 주목 토픽
속속 등장하는 신발전 방식으로 활용 기대
기존 원리에 의한 에너지 하베스팅 디바이스는 이미 시장 나와 있지만, 한편으로 새로운 발전 방식이 차례로 개발되고 있다.
2023년에는 전자파 노이즈에 의한 발전 디바이스가 개발됐다. 이 개발품은 튜너 개발로 축적된 기술이 응용되고 있어, 전자파 노이즈로부터 전력을 고효율로 생성할 수 있다. 일례로 공장 내 로봇, 사무실 내 모니터와 조명, 점포나 가정의 모니터와 TV, 냉장고 등에서 상시 발생하는 전자파 노이즈를 이용해 저소비전력형 IoT 센서와 통신기기 등의 가동에 필요한 전력의 안정적인 생성과 공급을 가능하게 한다. 향후 증가될 IoT 기기의 전원 문제는 점차 가시화되고 있으며, 이 문제를 해결하는 한 가지 수단으로 기대되고 있다.
또 2021년경부터 판매된 식물발전 키트 신형이 2023년에 판매되기 시작했다. 식물발전은 새로운 단면의 에너지 하베스팅 디바이스로서 전개되고 있다. 이 식물발전 키트는 마그네슘판과 비장탄, LED 라이트, 제어기판, 케이블로 구성돼 있다. 설치하는 환경에 따라 전압, 전류값이 다르지만 1세트의 발전 전압은 0.7~1.2V으로, 승압 후 전압은 1.6~3V, 전류는 0.1~20mA다. 발전 구조는 식물의 뿌리로부터 발생하는 당과 미생물, 수중의 수초와 미생물의 순환 작용으로부터 발생하는 에너지를 효율적으로 전극에 모아 발전하는 기술이다. 전극을 흙이나 물에 꽂아 놓기만 하면 일조가 부족해도 식물이 생육되어 있는 상태나 수초나 미생물이 수조 안에서 생육되어 있는 상태라면 토양이나 물에 전극을 묻히는 것만으로 발전한다. 환경 파괴가 없는 새로운 자연 에너지로서 주목받고 있다.
3. 장래 전망
2032년의 에너지 하베스팅 디바이스 세계시장 규모는 메이커 출하수량 기준으로 153억 4,240만 개를 예측한다. 유럽에서의 배터리 규제와 각국에서 진행되는 가이드라인(규제) 등의 환경정비가 진전되어 에너지 하베스팅 디바이스 도입을 위한 실증실험 등도 실시되고 있다. 일본에서도 JSA 규격으로서 「환경 발전 디바이스를 이용한 학교용 IoT 시스템의 요구사항 및 그 개발 지침」이 2024년 4월에 설정되는 등 시장 성장에 순풍이 될 것이다. 또, 각 구성 소자(발전이나 제어, 축전 등)의 성능 향상이 에너지 하베스팅 디바이스 그 자체의 성능을 향상시켜 지금까지는 도입이 어려웠던 영역에서의 채용이 진행될 것으로 상정된다.
이러한 가운데 에너지 하베스팅 디바이스는 유지관리를 포함해 안정적인 운용이 가능하다면 반영구적인 전원이 되는 시스템으로, 1차전지의 교환이 불필요하므로 환경부하를 저감할 수 있는 에너지 기기로서 향후에는 다양한 용도로 도입 및 활용될 것이다.
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