Stratistics MRC에 따르면 세계의 에너지수확기술 시장은 2024년에 45억 1,000만 달러를 차지하고 예측 기간 중 CAGR 21.96%로 성장하며, 2030년에는 148억 3,000만 달러에 달할 전망입니다.
에너지수확기술은 환경의 다양한 소스에서 주변 에너지를 포착하여 사용 가능한 전기 에너지로 변환하는 과정을 말합니다. 이 접근 방식은 기존의 배터리 교체나 지속적인 전력망 연결이 현실적이지 않거나 불가능한 전자 기기 및 시스템에 전력을 공급하기 위해 매우 중요합니다. 일반적인 환경 에너지원으로는 태양광, 진동, 열 구배, 전자기파 등이 있습니다.
조지아 공과대학의 최근 연구에 따르면 마찰 전기 효과는 두 개의 서로 다른 재료를 문지르거나 접촉시켜 놀라운 전력을 생성하는 것으로 밝혀졌습니다.
에너지 효율이 높은 솔루션에 대한 수요 증가
에너지 효율이 높은 솔루션에 대한 수요가 증가함에 따라 에너지수확기술이 크게 발전하고 있습니다. 에너지수확기술은 태양광, 진동, 열 등 주변 환경으로부터 소량의 주변 에너지를 포착하고 저장하여 사용 가능한 전력으로 변환하는 기술입니다. 이 접근 방식은 기존 전력 공급에 대한 의존도를 줄이고 운영 비용을 낮출 수 있으므로 다양한 산업 분야에서 선호되고 있습니다. 배터리 수명과 유지보수가 중요한 IoT 장비와 같은 분야에서 에너지수확기술은 작동 수명을 연장하거나 배터리를 자주 교체할 필요가 없는 지속가능한 대안을 제공할 수 있습니다.
규제 및 정책적 과제
에너지수확기술은 주류 에너지 솔루션으로의 보급과 통합을 가로막는 규제 및 정책적 문제에 직면해 있습니다. 가장 큰 장애물 중 하나는 각기 기타 지역과 관할권에서 에너지수확기술을 관리하는 표준화된 규정이 없습니다는 것입니다. 이러한 기술은 종종 IT 및 통신, IoT, 인프라 등 여러 분야에 걸쳐 있으며, 각 분야마다 고유한 규제 프레임워크를 가지고 있습니다. 명확한 가이드라인이 없기 때문에 에너지수확기술 장비의 인증, 배포 및 확장성을 복잡하게 만들고 있습니다. 그러나 에너지 보조금, 인센티브, 그리드 통합과 관련된 정책은 에너지수확기술 프로젝트의 경제성을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.
IoT 디바이스와 무선 센서 네트워크의 확산
IoT 장비와 무선 센서 네트워크의 보급으로 에너지수확기술이 크게 발전하고 있습니다. 이러한 기술은 빛, 열, 진동과 같은 주변 에너지원에서 에너지를 추출하여 기존의 배터리 교체 및 그리드 연결의 필요성을 줄이거나 없앨 수 있습니다. 이 기능은 특히 원격지나 접근하기 어려운 장소에 배치되는 경우가 많은 IoT 및 센서 네트워크 용도에 큰 변화를 가져다 줄 수 있습니다. 또한 에너지수확기술은 재생 에너지 사용을 촉진하고 환경에 미치는 영향을 줄임으로써 지속가능성을 높일 수 있습니다.
높은 구현 비용
에너지수확기술의 보급에 있으며, 가장 큰 걸림돌은 높은 도입 비용입니다. 태양 복사, 진동, 열 구배와 같은 주변 에너지 원을 포착하여 사용 가능한 전력으로 변환하는 것을 목표로 하는 이러한 기술은 종종 특수한 재료와 부품이 필요하므로 현재로서는 제조 및 기존 시스템에 통합하는 데 많은 비용이 소요됩니다. 그러나 효율적인 에너지수확기술 장비를 개발하기 위해서는 복잡한 엔지니어링 및 제조 공정이 필요하며, 이는 비용을 더욱 증가시키고 있습니다.
COVID-19 팬데믹은 에너지수확기술 분야에 큰 영향을 미쳤습니다. 초기에는 세계 공급망의 혼란이 에너지수확기술의 생산과 유통에 영향을 미쳐 지연과 부족을 초래했습니다. 각국이 조업 중단과 제한을 부과함에 따라 연구개발 활동이 둔화되어 기술 혁신과 신기술 도입에 영향을 미쳤습니다. 그러나 경기 침체로 인해 많은 산업계가 장기적인 지속가능성 목표보다 단기적인 재정적 안정을 우선시하여 에너지수확기술 구상을 포함한 재생 에너지 프로젝트에 대한 투자를 줄였습니다.
예측 기간 중 무선 주파수 부문이 가장 큰 비중을 차지할 것으로 예상됩니다.
예측 기간 중 무선 주파수 부문이 가장 큰 성장세를 보일 것으로 예상됩니다. 무선 주파수(RF) 에너지수확기술은 Wi-Fi 라우터, 기지국, 방송국 등 다양한 소스에서 방출되는 주변 RF파를 포착하고 이 전자기 에너지를 사용 가능한 전력으로 변환하는 것을 포함합니다. 이 기술은 소형 전자기기와 센서에 무선으로 전력을 공급하여 배터리와 잦은 충전이 필요 없어질 수 있으므로 주목을 받고 있으며, RF 에너지수확기술은 일반적으로 특정 주파수에서 공진하도록 설계된 안테나를 사용하여 RF 파를 효율적으로 포착하고 정류 회로를 통해 직류(DC) 전기로 변환하는 데 사용됩니다.을 통해 직류(DC) 전기로 변환합니다.
예측 기간 중 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상되는 분야는 무선 센서 네트워크 분야입니다.
무선 센서 네트워크 분야는 예측 기간 중 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다. 무선 센서 네트워크(WSN)는 운영의 지속가능성과 자율성을 높이기 위해 에너지수확기술을 활용하고 있습니다. 에너지수확기술은 센서가 주변 환경으로부터 전력을 생산할 수 있도록 하여 배터리 교체 및 충전의 필요성을 줄이거나 없앨 수 있습니다. 이 기술을 통해 WSN은 기존 전원 공급이 실용적이지 않은 원격지나 접근하기 어려운 장소에서도 작동할 수 있습니다. 태양광, 풍력, 진동, 열 등 다양한 에너지수확기술 방식이 특정 환경 조건에 맞게 WSN 설계에 통합되어 있습니다.
북미는 전력 효율이 높은 자율 장비에 대한 수요 증가로 인해 추정 기간 중 가장 큰 시장 점유율을 차지했습니다. 이러한 기술은 디바이스가 주변 환경으로부터 에너지를 활용할 수 있게 함으로써 기존 전원에 대한 의존도를 낮추고, 지역 전체에 걸쳐 작동 수명을 연장할 수 있습니다. 에너지 효율을 높이는 것은 가전제품, 산업 자동화, 스마트 인프라 등 다양한 분야에서 매우 중요합니다. 태양에너지, 열 에너지, 운동 에너지 변환과 같은 에너지수확기술의 발전은 기술 혁신을 촉진하여 지역 전체의 장비를 보다 자립적이고 환경 친화적으로 만들고 있습니다.
유럽은 예측 기간 중 수익성 높은 성장을 유지할 것으로 예상됩니다. 최근 수년간 유럽은 정부의 혁신적인 노력과 정책을 통해 에너지수확기술을 강화하는 데 큰 진전을 이루었습니다. 이러한 진전을 촉진하는 주목할 만한 정책 프레임워크 중 하나는 2050년까지 유럽을 기후 중립으로 만드는 것을 목표로 하는 유럽 그린딜(European Green Deal)입니다. 이 야심찬 계획에는 재생 에너지 도입과 에너지 효율 개선 목표가 포함되어 있으며, 지역 전체에 에너지수확기술에 도움이 되는 환경을 조성하고 있습니다. 또한 Horizon Europe과 같은 다양한 자금 지원 프로그램은 첨단 에너지수확기술을 포함한 지속가능한 에너지 솔루션의 연구 및 개발에 많은 자원을 할당하고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global Energy Harvesting Market is accounted for $4.51 billion in 2024 and is expected to reach $14.83 billion by 2030 growing at a CAGR of 21.96% during the forecast period. Energy harvesting refers to the process of capturing and converting ambient energy from various sources in the environment into usable electrical energy. This approach is crucial for powering electronic devices and systems where conventional battery replacement or continuous grid connection is impractical or impossible. Common sources of ambient energy include solar radiation, vibrations, thermal gradients, and electromagnetic waves.
According to a recent research in Georgia Institute of technology, the triboelectric effect creates surprising amounts of electric power by rubbing or touching two different materials together, due to this discovery they found a new way to power mobile devices such as sensors and smartphones.
Rising Demand for energy-efficient solutions
The rising demand for energy-efficient solutions is driving significant advancements in energy harvesting technologies. Energy harvesting involves capturing and storing small amounts of ambient energy from the environment, such as sunlight, vibrations, or heat, and converting it into usable electrical power. This approach is gaining traction across various industries due to its potential to reduce reliance on conventional power sources and lower operational costs. In sectors like IoT devices, where battery life and maintenance are critical, energy harvesting offers a sustainable alternative by extending operational lifespans or eliminating the need for frequent battery replacements.
Regulatory and policy challenges
Energy harvesting faces significant regulatory and policy challenges that impede its widespread adoption and integration into mainstream energy solutions. One major hurdle is the lack of standardized regulations governing energy harvesting technologies across different regions and jurisdictions. These technologies often straddle multiple sectors such as telecommunications, IoT, and infrastructure, each with its own set of regulatory frameworks. The absence of clear guidelines complicates the certification, deployment, and scalability of energy harvesting devices. However, policies related to energy subsidies, incentives, and grid integration play a crucial role in determining the economic viability of energy harvesting projects.
Proliferation of IoT devices and wireless sensor networks
The proliferation of IoT devices and wireless sensor networks is driving significant advancements in energy harvesting technologies. These technologies enable the extraction of energy from ambient sources such as light, heat, and vibration, thereby reducing or eliminating the need for traditional battery replacements or grid connections. This capability is particularly transformative in IoT and sensor network applications where devices are often deployed in remote or inaccessible locations. Additionally, energy harvesting enhances sustainability by promoting renewable energy usage and reducing environmental impact.
High cost of implementation
The high cost of implementation is a significant barrier to the widespread adoption of energy harvesting technologies. These technologies, which aim to capture and convert ambient energy sources like solar radiation, vibrations, or thermal gradients into usable electrical power, often require specialized materials and components that are currently expensive to produce and integrate into existing systems. However, the development of efficient energy harvesting devices involves complex engineering and manufacturing processes, further driving up costs.
The Covid-19 pandemic significantly impacted the energy harvesting sector. Initially, disruptions in global supply chains affected the production and distribution of energy harvesting technologies, leading to delays and shortages. As countries imposed lockdowns and restrictions, research and development activities slowed down, affecting innovation and the introduction of new technologies. However, the economic downturn caused many industries to reduce investments in renewable energy projects, including energy harvesting initiatives, as they prioritized immediate financial stability over long-term sustainability goals.
The Radio Frequency segment is expected to be the largest during the forecast period
Radio Frequency segment is expected to be the largest during the forecast period. Radio Frequency (RF) energy harvesting involves capturing ambient RF waves emitted from various sources such as Wi-Fi routers, cell towers, and broadcasting stations, and converting this electromagnetic energy into usable electrical power. This technology is gaining prominence due to its potential to power small electronic devices and sensors wirelessly, eliminating the need for batteries or frequent recharging. RF energy harvesting typically utilizes antennas designed to resonate at specific frequencies to efficiently capture and convert RF waves into direct current (DC) electricity through rectification circuits.
The Wireless Sensor Networks segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Wireless Sensor Networks segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period. Wireless Sensor Networks (WSNs) are increasingly leveraging energy harvesting techniques to enhance their operational sustainability and autonomy. Energy harvesting allows sensors to generate power from their surrounding environment, reducing or eliminating the need for battery replacements or recharging. This technology enables WSNs to operate in remote or hard-to-access locations where traditional power sources are impractical. Various energy harvesting methods such as solar, wind, vibration, and thermal are being integrated into WSN designs, tailored to specific environmental conditions.
North America region commanded the largest share of the market over the extrapolated period by the rising demand for power-efficient and autonomous devices. These technologies enable devices to harness energy from their immediate environment, reducing dependence on traditional power sources and extending operational lifetimes across the region. The push towards energy efficiency is crucial across various sectors including consumer electronics, industrial automation, and smart infrastructure throughout the region. Advancements in energy harvesting technologies such as solar, thermal, and kinetic energy conversion have spurred innovation, making devices more self-sustaining and environmentally friendly across the region.
Europe region is projected to hold profitable growth during the forecast period. In recent years, Europe has made significant strides in enhancing energy harvesting through innovative government initiatives and policies. One notable policy framework driving this progress is the European Green Deal, which aims to make Europe climate-neutral by 2050. This ambitious plan includes targets for renewable energy adoption and energy efficiency improvements, fostering a conducive environment for energy harvesting technologies across the region. Additionally, various funding programs such as Horizon Europe allocate substantial resources to research and development in sustainable energy solutions, including advanced energy harvesting techniques.
Key players in the market
Some of the key players in Energy Harvesting market include ABB Group, Cymbet Corporation, Energizer Holdings, Inc, GreenPeak Technologies, Honeywell International Inc, Lord Corporation, Microchip Technology Inc, Nextreme Thermal Solutions, Powercast Corporation and Siemens AG.
In October 2023, Powercast and Nichicon collaborated to showcase a demonstration of wireless charging capabilities tailored for small electronic devices. This innovative approach seamlessly integrates radio frequency (RF) charging technology with a compact lithium-ion (Li-Ion) battery, offering a convenient and efficient solution for powering a diverse range of portable devices.
In October 2023, ALD unveiled a groundbreaking innovation with the introduction of the inaugural supercapacitor balancing chip, pioneering its entry into the market. This advanced chip is designed to avert overvoltage failures by boasting a rating of 3.00 volts or higher, setting a new standard for reliability and safety in energy storage systems.
In October 2023, the U.S. government along with various private companies have announced plans for over 94 GW of new clean power generation projects, amounting an estimated USD 133 billion as investment as of August 2023. This is further anticipated to have a positive impact on the market growth.
In December 2022, the government of India announced that the country has planned the investment of over USD 25 billion in the renewable sector encompassing the adoption of advance technology including solar equipment, electric vehicles, & energy storage.