.png)
La tecnología de recolección de energía captura la energía ambiental de fuentes como la luz, el calor y las vibraciones, convirtiéndola en energía eléctrica para dispositivos de bajo consumo. Utilizado en IoT, sensores y dispositivos electrónicos portátiles, permite un funcionamiento autosostenible y sin baterías, lo que reduce el mantenimiento y el impacto ambiental al aprovechar fuentes de energía renovables y fácilmente disponibles.
Mercado de sistemas de recolección de energíase valoró en 693,50 millones de dólares en 2023 y se espera que crezca a 1.103,83 millones de dólares en 2032, con una tasa compuesta anual proyectada del 5,30% durante el período previsto.
Descripción general del mercado
Crecimiento y tendencias del mercado: Tendencias actuales que impulsan el crecimiento en el sector de recolección de energía, incluidas proyecciones de CAGR hasta 2028.
Desafíos y oportunidades: Desafíos tecnológicos y regulatorios; demanda creciente de soluciones energéticas sostenibles y autónomas.
Los sistemas de recolección de energía funcionan capturando y convirtiendo la energía ambiental de diversas fuentes en energía eléctrica utilizable para alimentar dispositivos de bajo consumo de energía. Estos sistemas son especialmente valiosos para aplicaciones donde las fuentes de energía convencionales como las baterías no son prácticas, como sensores remotos, dispositivos electrónicos portátiles y dispositivos industriales de IoT. A continuación se ofrece una descripción general de cómo funcionan los sistemas de recolección de energía, los principales tipos y sus aplicaciones:
Principio básico de recolección de energía
En esencia, la recolección de energía implica tres etapas principales:
Captura de energía: el sistema captura la energía ambiental de fuentes como luz, calor o vibraciones mecánicas.
Conversión de Energía: Un transductor o convertidor transforma la energía captada en energía eléctrica.
Almacenamiento y gestión de energía: la energía convertida se almacena (normalmente en condensadores o baterías) y se gestiona para garantizar una salida estable, incluso cuando la fuente de energía fluctúa.
Tipos comunes de sistemas de recolección de energía
Cada tipo de sistema de recolección de energía está diseñado para capturar un tipo específico de energía ambiental:
Captación de energía solar o fotovoltaica
Cómo funciona: Las células solares (normalmente células fotovoltaicas) absorben la luz solar y la convierten directamente en electricidad mediante el efecto fotovoltaico.
Aplicaciones: Común en dispositivos IoT para exteriores, sensores remotos y dispositivos electrónicos portátiles expuestos a la luz solar o iluminación artificial.
Cosecha de energía térmica
Cómo funciona: Los generadores termoeléctricos (TEG) capturan las diferencias de temperatura (gradientes térmicos) entre dos superficies y convierten este calor en electricidad mediante el efecto Seebeck.
Aplicaciones: Ideal para entornos con calor residual, como máquinas o motores industriales, donde los gradientes de temperatura se pueden aprovechar fácilmente.
Recolección de energía vibratoria o mecánica
Cómo funciona: Los materiales piezoeléctricos generan electricidad cuando se someten a tensiones mecánicas, vibraciones o movimientos. También se utilizan recolectores electromagnéticos y electrostáticos, cada uno de los cuales se basa en un principio diferente para capturar energía cinética.
Aplicaciones: Útil en entornos con vibraciones o movimientos constantes, como equipos industriales, vehículos o dispositivos portátiles.
Recolección de energía por radiofrecuencia (RF)
Cómo funciona: Los recolectores de RF capturan energía de ondas de radio, incluidas Wi-Fi, señales celulares y otras fuentes de RF, y la convierten en energía CC utilizable.
Aplicaciones: Común en dispositivos de bajo consumo en áreas urbanas con muchas señales de RF, como sensores inalámbricos, etiquetas RFID y dispositivos domésticos inteligentes.
Recolección de energía por inducción electromagnética
Cómo funciona: este método captura energía de un campo magnético cambiante (inducción). A menudo se utiliza en sistemas donde hay movimiento cerca de una fuente de campo magnético.
Aplicaciones: a menudo se utiliza en aplicaciones con movimientos repetitivos, como sistemas de control de la presión de los neumáticos o dispositivos portátiles que se mueven con el cuerpo.
Componentes clave de un sistema de recolección de energía
Transductor: convierte la energía ambiental en electricidad (por ejemplo, células fotovoltaicas, materiales piezoeléctricos o materiales termoeléctricos).
Circuito de administración de energía: regula el voltaje y la corriente, asegurando una salida estable a pesar de las condiciones de entrada variables.
Almacenamiento de energía: almacena la energía recolectada para su uso posterior (por ejemplo, condensadores o baterías recargables).
Gestión de carga: dirige la energía al dispositivo y gestiona el uso de energía para evitar el agotamiento de la energía.
Aplicaciones de los sistemas de recolección de energía
Los sistemas de recolección de energía son versátiles y admiten diversas aplicaciones, que incluyen:
Sensores remotos e inalámbricos: útiles en lugares donde reemplazar las baterías es un desafío, como sistemas de monitoreo ambiental o estructural.
Electrónica portátil: dispositivos como rastreadores de actividad física y herramientas de seguimiento médico pueden utilizar el calor corporal o el movimiento para obtener energía.
Dispositivos industriales de IoT: las máquinas que generan vibraciones o calor pueden alimentar sensores u otros dispositivos de monitoreo.
Ciudades y hogares inteligentes: los sensores en sistemas inteligentes de iluminación, estacionamiento o agua pueden utilizar la energía recolectada para reducir la dependencia de la energía externa.
Beneficios y desafíos
Beneficios:
Mantenimiento reducido: elimina o reduce la necesidad de reemplazar la batería, lo que puede resultar costoso y desafiante en ubicaciones remotas.
Sostenibilidad: permite que los dispositivos de bajo consumo funcionen con energía renovable, lo que reduce el impacto ambiental general.
Vida útil extendida del dispositivo: admite el funcionamiento continuo de los dispositivos sin tiempo de inactividad para reemplazar la batería.
Desafíos:
Baja potencia de salida: la energía recolectada suele ser mínima, lo que la hace adecuada sólo para aplicaciones de baja energía.
Fuentes de energía intermitentes: las fuentes solares, de RF y de vibración pueden ser inconsistentes, lo que puede afectar la confiabilidad del dispositivo.
Limitaciones de almacenamiento: las soluciones de almacenamiento de energía deben ser eficientes y estables para garantizar una energía continua, especialmente cuando la disponibilidad de energía fluctúa.
Global Growth Insights presenta las principales empresas mundiales de sistemas de recolección de energía:
- STMicroelectrónica
- Sede: Ginebra, Suiza
- Ingresos (2023): $16,1 mil millones
- Tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR): Proyectado en 9% de 2024 a 2028
- Reflejos: STMicroelectronics ha desempeñado un papel decisivo en el avance de los sensores de IoT y de sistemas microelectromecánicos (MEMS), centrándose en soluciones de semiconductores energéticamente eficientes.
- Instrumentos de Texas
- Sede: Dallas, Texas, EE.UU.
- Ingresos (2023): $20,03 mil millones
- CAGR: Tasa de crecimiento proyectada del 8,3% para los componentes de recolección de energía
- Reflejos: Texas Instruments continúa innovando en el diseño de semiconductores energéticamente eficientes, contribuyendo significativamente al desarrollo de dispositivos de bajo consumo.
- EnOcean GmbH
- Sede: Oberhaching, Alemania
- Ingresos (2023): Estimado en 50 millones de euros
- CAGR: 12% de crecimiento proyectado en soluciones inalámbricas de recolección de energía
- Reflejos: EnOcean se especializa en módulos inalámbricos de recolección de energía para la automatización de edificios y ofrece soluciones de sensor a nube sin mantenimiento ni batería. En septiembre de 2023, EnOcean obtuvo una importante inversión de Innovation Industries para impulsar la innovación sostenible de IoT.
- Fujitsu limitada
- Sede: Tokio, Japón
- Ingresos (2023): 3,76 billones de yenes (aproximadamente 32.000 millones de dólares)
- CAGR: Apuntando a un crecimiento del 7% en soluciones tecnológicas sostenibles
- Reflejos: Fujitsu se centra en ciudades inteligentes y soluciones medioambientales, integrando tecnologías de recolección de energía en sus ofertas. La compañía informó unos ingresos de 3,76 billones de yenes para el año fiscal que finalizó el 31 de marzo de 2024.
- Cypress Semiconductor (ahora parte de Infineon Technologies)
- Sede: Múnich, Alemania
- Ingresos (2023): 15 mil millones de euros (Infineon Technologies)
- CAGR: Crecimiento del 9% en soluciones energéticas de IoT
- Reflejos: Tras su adquisición por parte de Infineon Technologies, Cypress Semiconductor ha mejorado su cartera de soluciones energéticas centradas en IoT, aprovechando las sinergias para impulsar la innovación.
- ABB Ltd.
- Sede: Zúrich, Suiza
- Ingresos (2023): $30 mil millones
- CAGR: Crecimiento del 6% en automatización y eficiencia energética
- Reflejos: ABB integra aplicaciones de recolección de energía en la automatización industrial, haciendo hincapié en soluciones energéticas sostenibles y eficientes.
- Maxim Integrated (ahora parte de Analog Devices)
- Sede: Norwood, Massachusetts, EE.UU.
- Ingresos (2023): 12 mil millones de dólares (dispositivos analógicos)
- CAGR: 8% de crecimiento proyectado en soluciones de administración de energía
- Reflejos: La adquisición de Maxim Integrated por parte de Analog Devices ha ampliado sus capacidades en tecnologías de gestión y recolección de energía.
- Sistemas térmicos Laird
- Sede: Durham, Carolina del Norte, EE.UU.
- Ingresos (2023): $500 millones
- CAGR: Crecimiento del 5% en soluciones de gestión térmica
- Reflejos: Laird se centra en soluciones de gestión térmica, incluidos módulos termoeléctricos que pueden utilizarse en aplicaciones de recolección de energía.
- Dispositivos analógicos
- Sede: Norwood, Massachusetts, EE.UU.
- Ingresos (2023): $12 mil millones
- CAGR: 8% de crecimiento proyectado en soluciones analógicas y de señal mixta
- Reflejos: Analog Devices ofrece una gama de productos de recolección de energía, incluidos sensores y circuitos integrados de administración de energía.
- Elektronik Würth
- Sede: Waldenburg, Alemania
- Ingresos (2023): mil millones de euros
- CAGR: Crecimiento del 7% en componentes electrónicos y electromecánicos
- Reflejos: Würth Elektronik proporciona componentes adecuados para aplicaciones de recolección de energía, como inductores y soluciones de transferencia de energía inalámbrica.
- Tecnología de microchips
- Sede: Chandler, Arizona, EE.UU.
- Ingresos (2023): 6.800 millones de dólares
- CAGR: Crecimiento del 6,5% en soluciones de microcontroladores y semiconductores analógicos
- Reflejos: Microchip ofrece microcontroladores y productos analógicos que admiten aplicaciones de recolección de energía, centrándose en el diseño de bajo consumo.
- Fabricación Murata
- Sede: Kioto, Japón
- Ingresos (2023): 1,6 billones de yenes (aproximadamente 14.000 millones de dólares)
- CAGR: Crecimiento del 5% en componentes electrónicos
- Reflejos: Murata desarrolla componentes como recolectores de energía piezoeléctrica y supercondensadores para almacenamiento de energía.
- Corporación Powercast
- Sede: Pittsburgh, Pensilvania, EE.UU.
- Ingresos (2023): $10 millones
- CAGR: 15% de crecimiento proyectado en soluciones de energía inalámbrica
- Reflejos: Powercast se especializa en tecnología de energía inalámbrica basada en RF, lo que permite la recolección remota de energía para diversas aplicaciones.
- Adamant Namiki Precision Jewel Co., Ltd.
- Sede: Tokio, Japón
- Ingresos (2023): Se estiman 100 millones de dólares
- CAGR: Se proyecta un crecimiento del 7 % en componentes de precisión y soluciones energéticas.
- Reflejos: Adamant Namiki, conocido por sus componentes de alta precisión, está invirtiendo en dispositivos de recolección de energía en miniatura para aplicaciones en dispositivos médicos y dispositivos portátiles.
- Señor MicroStrain (Parker Hannifin Corporation)
- Sede: Williston, Vermont, EE.UU.
- Ingresos (2023): Parte de los 16.000 millones de dólares de ingresos de Parker Hannifin
- CAGR: 8% de crecimiento proyectado dentro del segmento de sensores y controles
- Reflejos: LORD MicroStrain, adquirida por Parker Hannifin, desarrolla sensores inalámbricos y recolectores de microenergía para monitoreo remoto en aplicaciones industriales y aeroespaciales.
- Corporación Cymbet
- Sede: Río Elk, Minnesota, EE.UU.
- Ingresos (2023): Se estiman 15 millones de dólares
- CAGR: Crecimiento del 10% en tecnología de baterías de estado sólido
- Reflejos: Cymbet se especializa en baterías de estado sólido y soluciones de almacenamiento de energía, que son componentes críticos para sistemas de recolección de energía confiables y sin mantenimiento en dispositivos IoT.
- Laboratorios de silicio
- Sede: Austin, Texas, EE.UU.
- Ingresos (2023): mil millones de dólares
- CAGR: Crecimiento proyectado del 7% en IoT y conectividad inalámbrica
- Reflejos: Silicon Labs se centra en microcontroladores de bajo consumo y tecnologías inalámbricas, lo que permite soluciones energéticamente eficientes adecuadas para aplicaciones de recolección de energía en automatización industrial y doméstica inteligente.
- Tecnología Mide (Corporación Hutchinson)
- Sede: Medford, Massachusetts, EE.UU.
- Ingresos (2023): Parte de los ingresos de 4.000 millones de dólares de Hutchinson
- CAGR: Crecimiento del 8% en materiales y sensores inteligentes
- Reflejos: Mide Technology, una división de Hutchinson, es reconocida por sus sistemas piezoeléctricos de recolección de energía utilizados en monitoreo de condición y redes de sensores inalámbricos.
- Micropelt GmbH
- Sede: Friburgo, Alemania
- Ingresos (2023): Estimado $5 millones
- CAGR: 12% de crecimiento proyectado en componentes termoeléctricos
- Reflejos: Micropelt desarrolla recolectores de energía termoeléctrica, que están diseñados para capturar el calor residual y convertirlo en electricidad utilizable para pequeños dispositivos electrónicos y sensores.
Conclusión
El mercado de recolección de energía está evolucionando rápidamente, impulsado por los avances en IoT, los dispositivos autónomos y las necesidades de sostenibilidad. Estas empresas líderes representan un espectro diverso de innovaciones en microelectrónica, energía inalámbrica, soluciones termoeléctricas y almacenamiento de energía de estado sólido. Con continuos avances tecnológicos y una creciente demanda de soluciones energéticas eficientes y de bajo mantenimiento, el futuro de la recolección de energía parece prometedor. Juntas, estas empresas están preparadas para dar forma a un mercado que potencie los dispositivos autosostenibles y contribuya a un ecosistema energético más sostenible.