.png)
La technologie de récupération d'énergie capte l'énergie ambiante provenant de sources telles que la lumière, la chaleur et les vibrations, et la convertit en énergie électrique pour les appareils à faible consommation d'énergie. Utilisé dans l'IoT, les capteurs et l'électronique portable, il permet un fonctionnement autonome et sans batterie, réduisant ainsi la maintenance et l'impact environnemental en exploitant des sources d'énergie renouvelables et facilement disponibles.
Marché des systèmes de récupération d’énergieétait évalué à 693,50 millions de dollars en 2023 et devrait atteindre 1 103,83 millions de dollars d’ici 2032, avec un TCAC projeté de 5,30 % sur la période de prévision.
Aperçu du marché
Croissance et tendances du marché: Tendances actuelles qui stimulent la croissance dans le secteur de la récupération d’énergie, y compris les projections du TCAC jusqu’en 2028.
Défis et opportunités: Défis technologiques et réglementaires ; demande croissante de solutions énergétiques durables et autonomes.
Les systèmes de récupération d'énergie fonctionnent en capturant et en convertissant l'énergie ambiante provenant de diverses sources en énergie électrique utilisable pour alimenter des appareils à faible consommation d'énergie. Ces systèmes sont particulièrement utiles pour les applications où les sources d'énergie conventionnelles telles que les batteries ne sont pas pratiques, telles que les capteurs à distance, les appareils électroniques portables et les appareils IoT industriels. Voici un aperçu du fonctionnement des systèmes de récupération d’énergie, des principaux types et de leurs applications :
Principe de base de la récupération d'énergie
Fondamentalement, la récupération d’énergie comprend trois étapes principales :
Capture d'énergie : le système capture l'énergie ambiante provenant de sources telles que la lumière, la chaleur ou les vibrations mécaniques.
Conversion d'énergie : un transducteur ou un convertisseur transforme l'énergie capturée en énergie électrique.
Stockage et gestion de l'énergie : L'énergie convertie est stockée (généralement dans des condensateurs ou des batteries) et gérée pour garantir une production stable, même lorsque l'énergie de la source fluctue.
Types courants de systèmes de récupération d’énergie
Chaque type de système de récupération d’énergie est conçu pour capter un type spécifique d’énergie ambiante :
Récupération d'énergie solaire ou photovoltaïque
Comment ça marche : Les cellules solaires (généralement des cellules photovoltaïques) absorbent la lumière du soleil et la convertissent directement en électricité grâce à l'effet photovoltaïque.
Applications : courant dans les appareils IoT extérieurs, les capteurs à distance et les appareils électroniques portables exposés à la lumière du soleil ou à l’éclairage artificiel.
Récupération d'énergie thermique
Comment ça marche : Les générateurs thermoélectriques (TEG) capturent les différences de température (gradients thermiques) entre deux surfaces et convertissent cette chaleur en électricité grâce à l'effet Seebeck.
Applications : Idéal pour les environnements avec de la chaleur perdue, tels que les machines ou les moteurs industriels, où les gradients de température peuvent être facilement exploités.
Récupération d'énergie vibratoire ou mécanique
Comment ça marche : Les matériaux piézoélectriques génèrent de l’électricité lorsqu’ils sont soumis à des contraintes mécaniques, des vibrations ou des mouvements. Des récolteurs électromagnétiques et électrostatiques sont également utilisés, chacun reposant sur un principe différent pour capter l'énergie cinétique.
Applications : utile dans les environnements soumis à des vibrations ou des mouvements constants, comme les équipements industriels, les véhicules ou les appareils portables.
Récupération d’énergie par radiofréquence (RF)
Comment ça marche : les récolteurs RF captent l'énergie des ondes radio, y compris le Wi-Fi, les signaux cellulaires et d'autres sources RF, et la convertissent en alimentation CC utilisable.
Applications : courant dans les appareils à faible consommation dans les zones urbaines avec de nombreux signaux RF, tels que les capteurs sans fil, les étiquettes RFID et les appareils domestiques intelligents.
Récupération d’énergie par induction électromagnétique
Comment ça marche : Cette méthode capte l’énergie d’un champ magnétique changeant (induction). Il est souvent utilisé dans les systèmes où il y a un mouvement à proximité d’une source de champ magnétique.
Applications : souvent utilisé dans des applications comportant des mouvements répétitifs, telles que les systèmes de surveillance de la pression des pneus ou les appareils portables qui se déplacent avec le corps.
Composants clés d'un système de récupération d'énergie
Transducteur : convertit l'énergie ambiante en électricité (par exemple, cellules photovoltaïques, matériaux piézoélectriques ou matériaux thermoélectriques).
Circuit de gestion de l'alimentation : régule la tension et le courant, garantissant une sortie stable malgré des conditions d'entrée variables.
Stockage d'énergie : stocke l'énergie récupérée pour une utilisation ultérieure (par exemple, des condensateurs ou des batteries rechargeables).
Gestion de la charge : dirige l'énergie vers l'appareil et gère la consommation d'énergie pour éviter l'épuisement de l'énergie.
Applications des systèmes de récupération d'énergie
Les systèmes de récupération d'énergie sont polyvalents et prennent en charge diverses applications, notamment :
Capteurs à distance et sans fil : utiles dans les endroits où le remplacement des piles est difficile, comme les systèmes de surveillance environnementale ou structurelle.
Électronique portable : les appareils tels que les trackers de fitness et les outils de surveillance médicale peuvent utiliser la chaleur corporelle ou les mouvements pour produire de l'énergie.
Appareils IoT industriels : les machines qui génèrent des vibrations ou de la chaleur peuvent alimenter des capteurs ou d'autres appareils de surveillance.
Villes intelligentes et maisons intelligentes : les capteurs des systèmes d'éclairage, de stationnement ou d'eau intelligents peuvent utiliser l'énergie récupérée pour réduire la dépendance à l'égard de l'énergie externe.
Avantages et défis
Avantages:
Maintenance réduite : élimine ou réduit le besoin de remplacement des batteries, ce qui peut être coûteux et difficile dans les endroits éloignés.
Durabilité : permet aux appareils à faible consommation de fonctionner avec de l'énergie renouvelable, réduisant ainsi l'impact environnemental global.
Durée de vie prolongée de l'appareil : prend en charge le fonctionnement continu des appareils sans temps d'arrêt pour le remplacement de la batterie.
Défis :
Faible puissance de sortie : l'énergie récupérée est souvent minime, ce qui la rend adaptée uniquement aux applications à faible consommation d'énergie.
Sources d'énergie intermittentes : les sources solaires, RF et vibratoires peuvent être incohérentes, ce qui peut affecter la fiabilité de l'appareil.
Limites du stockage : les solutions de stockage d'énergie doivent être efficaces et stables pour garantir une alimentation continue, en particulier lorsque la disponibilité de l'énergie fluctue.
Global Growth Insights dévoile les principales sociétés mondiales de systèmes de récupération d'énergie :
- STMicroélectronique
- Quartier général: Genève, Suisse
- Revenus (2023) : 16,1 milliards de dollars
- Taux de croissance annuel composé (TCAC) : Projeté à 9% de 2024 à 2028
- Points forts: STMicroelectronics a joué un rôle déterminant dans l'avancement des capteurs IoT et des systèmes microélectromécaniques (MEMS), en se concentrant sur les solutions de semi-conducteurs économes en énergie.
- Texas Instruments
- Quartier général: Dallas, Texas, États-Unis
- Revenus (2023) : 20,03 milliards de dollars
- TCAC : Taux de croissance prévu de 8,3 % pour les composants de récupération d'énergie
- Points forts: Texas Instruments continue d'innover dans la conception de semi-conducteurs économes en énergie, contribuant ainsi de manière significative au développement de dispositifs à faible consommation.
- EnOcean GmbH
- Quartier général: Oberhaching, Allemagne
- Revenus (2023) : Estimé à 50 millions d'euros
- TCAC : Croissance prévue de 12 % dans les solutions de récupération d'énergie sans fil
- Points forts: EnOcean est spécialisé dans les modules de récupération d'énergie sans fil pour l'automatisation des bâtiments, offrant des solutions capteur-cloud sans entretien et sans batterie. En septembre 2023, EnOcean a obtenu un investissement important d'Innovation Industries pour stimuler l'innovation IoT durable.
- Fujitsu Limitée
- Quartier général: Tokyo, Japon
- Revenus (2023) : 3 760 milliards de yens (environ 32 milliards de dollars)
- TCAC : Cibler une croissance de 7 % dans les solutions technologiques durables
- Points forts: Fujitsu se concentre sur les villes intelligentes et les solutions environnementales, en intégrant des technologies de récupération d'énergie dans ses offres. La société a déclaré un chiffre d'affaires de 3,76 billions de yens pour l'exercice clos le 31 mars 2024.
- Cypress Semiconductor (fait désormais partie d'Infineon Technologies)
- Quartier général: Munich, Allemagne
- Revenus (2023) : 15 milliards d'euros (Infineon Technologies)
- TCAC : Croissance de 9 % des solutions énergétiques IoT
- Points forts: Suite à son acquisition par Infineon Technologies, Cypress Semiconductor a amélioré son portefeuille de solutions énergétiques axées sur l'IoT, en tirant parti des synergies pour stimuler l'innovation.
- ABB SA
- Quartier général: Zurich, Suisse
- Revenus (2023) : 30 milliards de dollars
- TCAC : Croissance de 6 % dans l’automatisation et l’efficacité énergétique
- Points forts: ABB intègre des applications de récupération d'énergie dans l'automatisation industrielle, en mettant l'accent sur les solutions énergétiques durables et efficaces.
- Maxim Integrated (fait désormais partie d'Analog Devices)
- Quartier général: Norwood, Massachusetts, États-Unis
- Revenus (2023) : 12 milliards de dollars (appareils analogiques)
- TCAC : Croissance prévue de 8 % dans les solutions de gestion de l'énergie
- Points forts: L'acquisition de Maxim Integrated par Analog Devices a élargi ses capacités en matière de technologies de gestion de l'énergie et de récupération d'énergie.
- Systèmes thermiques Laird
- Quartier général: Durham, Caroline du Nord, États-Unis
- Revenus (2023) : 500 millions de dollars
- TCAC : Croissance de 5% des solutions de gestion thermique
- Points forts: Laird se concentre sur les solutions de gestion thermique, notamment les modules thermoélectriques qui peuvent être utilisés dans des applications de récupération d'énergie.
- Appareils analogiques
- Quartier général: Norwood, Massachusetts, États-Unis
- Revenus (2023) : 12 milliards de dollars
- TCAC : Croissance prévue de 8 % dans les solutions à signaux analogiques et mixtes
- Points forts: Analog Devices propose une gamme de produits dans le domaine de la récupération d'énergie, notamment des circuits intégrés et des capteurs de gestion de l'énergie.
- Würth Électronique
- Quartier général: Waldenbourg, Allemagne
- Revenus (2023) : 1 milliard d'euros
- TCAC : Croissance de 7% dans les composants électroniques et électromécaniques
- Points forts: Würth Elektronik fournit des composants adaptés aux applications de récupération d'énergie, tels que des inductances et des solutions de transfert de puissance sans fil.
- Technologie des micropuces
- Quartier général: Chandler, Arizona, États-Unis
- Revenus (2023) : 6,8 milliards de dollars
- TCAC : Croissance de 6,5% des solutions de microcontrôleurs et de semi-conducteurs analogiques
- Points forts: Microchip propose des microcontrôleurs et des produits analogiques qui prennent en charge les applications de récupération d'énergie, en se concentrant sur la conception à faible consommation.
- Fabrication Murata
- Quartier général: Kyoto, Japon
- Revenus (2023) : 1 600 milliards de yens (environ 14 milliards de dollars)
- TCAC : Croissance de 5% dans les composants électroniques
- Points forts: Murata développe des composants tels que des récupérateurs d'énergie piézoélectriques et des supercondensateurs pour le stockage d'énergie.
- Société Powercast
- Quartier général: Pittsburgh, Pennsylvanie, États-Unis
- Revenus (2023) : 10 millions de dollars
- TCAC : Croissance prévue de 15 % dans les solutions d'alimentation sans fil
- Points forts: Powercast est spécialisé dans la technologie d'alimentation sans fil basée sur RF, permettant la récupération d'énergie à distance pour diverses applications.
- Adamant Namiki Precision Jewel Co., Ltd.
- Quartier général: Tokyo, Japon
- Revenus (2023) : Estimé à 100 millions de dollars
- TCAC : Croissance prévue de 7 % dans les composants de précision et les solutions énergétiques
- Points forts: Connue pour ses composants de haute précision, Adamant Namiki investit dans des dispositifs miniatures de récupération d'énergie pour des applications dans les dispositifs médicaux et les appareils portables.
- LORD MicroStrain (Parker Hannifin Corporation)
- Quartier général: Williston, Vermont, États-Unis
- Revenus (2023) : Une partie des 16 milliards de dollars de revenus de Parker Hannifin
- TCAC : Croissance prévue de 8 % dans le segment des capteurs et des contrôles
- Points forts: LORD MicroStrain, acquis par Parker Hannifin, développe des capteurs sans fil et des récupérateurs de micro-énergie pour la surveillance à distance dans les applications industrielles et aérospatiales.
- Société Cymbet
- Quartier général: Elk River, Minnesota, États-Unis
- Revenus (2023) : Estimé à 15 millions de dollars
- TCAC : Croissance de 10 % dans la technologie des batteries à semi-conducteurs
- Points forts: Cymbet est spécialisé dans les batteries à semi-conducteurs et les solutions de stockage d'énergie, qui sont des composants essentiels pour des systèmes de récupération d'énergie fiables et sans entretien dans les appareils IoT.
- Laboratoires de silicium
- Quartier général: Austin, Texas, États-Unis
- Revenus (2023) : 1 milliard de dollars
- TCAC : Croissance prévue de 7 % dans l'IoT et la connectivité sans fil
- Points forts: Silicon Labs se concentre sur les microcontrôleurs basse consommation et les technologies sans fil, permettant des solutions économes en énergie adaptées aux applications de récupération d'énergie dans les maisons intelligentes et l'automatisation industrielle.
- Technologie Mide (Hutchinson Corporation)
- Quartier général: Medford, Massachusetts, États-Unis
- Revenus (2023) : Une partie du chiffre d’affaires de 4 milliards de dollars d’Hutchinson
- TCAC : Croissance de 8% dans les matériaux et capteurs intelligents
- Points forts: Mide Technology, une division de Hutchinson, est reconnue pour ses systèmes de récupération d'énergie piézoélectrique utilisés dans la surveillance conditionnelle et les réseaux de capteurs sans fil.
- Micropelt GmbH
- Quartier général: Fribourg, Allemagne
- Revenus (2023) : Estimé à 5 millions de dollars
- TCAC : Croissance prévue de 12 % dans les composants thermoélectriques
- Points forts: Micropelt développe des récupérateurs d'énergie thermoélectrique, conçus pour capter la chaleur perdue et la convertir en électricité utilisable pour les petits appareils électroniques et les capteurs.
Conclusion
Le marché de la récupération d'énergie évolue rapidement, stimulé par les progrès de l'IoT, des appareils autonomes et des besoins en matière de développement durable. Ces entreprises leaders représentent un large éventail d'innovations dans les domaines de la microélectronique, de l'énergie sans fil, des solutions thermoélectriques et du stockage d'énergie à l'état solide. Avec les progrès technologiques continus et la demande croissante de solutions énergétiques efficaces et nécessitant peu d’entretien, l’avenir de la récupération d’énergie semble prometteur. Ensemble, ces entreprises sont en passe de façonner un marché qui permet d’autonomiser des appareils autonomes et de contribuer à un écosystème énergétique plus durable.