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November 13, 2024|기계 및 장비

상위 10개 이상의 에너지 수확 시스템 회사 | 글로벌 성장 통찰력

에너지 하베스팅 기술은 빛, 열, 진동과 같은 소스로부터 주변 에너지를 포착하여 저에너지 장치를 위한 전력으로 변환합니다. IoT, 센서 및 웨어러블 전자 장치에 사용되는 이 제품은 배터리 없이 자체 유지 작동이 가능하며 재생 가능하고 쉽게 사용할 수 있는 에너지원을 활용하여 유지 관리 및 환경 영향을 줄입니다.

에너지 수확 시스템 시장2023년에 6억 9,350만 달러로 평가되었으며, 2032년까지 11억 3,830만 달러로 성장할 것으로 예상되며 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR)은 5.30%로 예상됩니다.

시장개요

시장 성장 및 동향: 2028년까지 CAGR 예측을 포함하여 에너지 수확 부문의 성장을 주도하는 현재 추세.

도전과 기회: 기술 및 규제 문제; 지속 가능하고 자율적인 에너지 솔루션에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

에너지 수확 시스템은 다양한 소스에서 주변 에너지를 캡처하고 사용 가능한 전기 에너지로 변환하여 저에너지 장치에 전력을 공급하는 방식으로 작동합니다. 이러한 시스템은 원격 센서, 웨어러블 전자 장치, 산업용 IoT 장치 등 배터리와 같은 기존 전원이 실용적이지 않은 응용 분야에 특히 유용합니다. 다음은 에너지 수확 시스템의 작동 방식, 주요 유형 및 응용 분야에 대한 개요입니다.

에너지 수확의 기본 원리

에너지 수확의 핵심은 세 가지 주요 단계로 구성됩니다.

에너지 캡처: 시스템은 빛, 열 또는 기계적 진동과 같은 소스로부터 주변 에너지를 캡처합니다.

에너지 변환: 변환기 또는 변환기는 포착된 에너지를 전력으로 변환합니다.

에너지 저장 및 관리: 변환된 에너지는 저장되고(보통 커패시터 또는 배터리에) 소스 에너지가 변동하는 경우에도 안정적인 출력을 보장하도록 관리됩니다.

일반적인 유형의 에너지 수확 시스템

각 유형의 에너지 수확 시스템은 특정 종류의 주변 에너지를 포착하도록 맞춤화되었습니다.

태양광 또는 태양광 에너지 수확

작동 원리: 태양전지(보통 광전지)는 햇빛을 흡수하여 광기전 효과를 통해 직접 전기로 변환합니다.

응용 분야: 햇빛이나 인공 조명에 노출되는 실외 IoT 장치, 원격 센서 및 웨어러블 전자 장치에 일반적입니다.

열 에너지 수확

작동 원리: 열전 발전기(TEG)는 두 표면 사이의 온도 차이(열 구배)를 포착하고 Seebeck 효과를 사용하여 이 열을 전기로 변환합니다.

응용 분야: 온도 변화를 쉽게 활용할 수 있는 산업용 기계나 엔진 등 폐열이 있는 환경에 이상적입니다.

진동 또는 기계적 에너지 수확

작동 원리: 압전 재료는 기계적 응력, 진동 또는 움직임을 받을 때 전기를 생성합니다. 전자기 및 정전기 수확기도 사용되며 각각 운동 에너지를 포착하기 위해 서로 다른 원리를 사용합니다.

응용 분야: 산업 장비, 차량 또는 웨어러블 장치와 같이 지속적인 진동이나 움직임이 있는 환경에 유용합니다.

무선 주파수(RF) 에너지 수확

작동 방식: RF 수확기는 Wi-Fi, 셀룰러 신호 및 기타 RF 소스를 포함한 전파에서 에너지를 캡처하여 사용 가능한 DC 전력으로 변환합니다.

응용 분야: 무선 센서, RFID 태그, 스마트 홈 장치 등 RF 신호가 많은 도시 지역의 저전력 장치에 일반적입니다.

전자기 유도 에너지 수확

작동 원리: 이 방법은 변화하는 자기장(유도)에서 에너지를 포착합니다. 자기장 근처에서 움직임이 있는 시스템에서 자주 사용됩니다.

애플리케이션: 타이어 압력 모니터링 시스템이나 신체와 함께 움직이는 웨어러블 장치와 같이 반복적인 동작이 있는 애플리케이션에 자주 사용됩니다.

에너지 수확 시스템의 주요 구성 요소

변환기: 주변 에너지를 전기(예: 광전지, 압전 재료 또는 열전 재료)로 변환합니다.

전원 관리 회로: 전압과 전류를 조절하여 다양한 입력 조건에서도 안정적인 출력을 보장합니다.

에너지 저장: 나중에 사용하기 위해 수확된 에너지를 저장합니다(예: 커패시터 또는 충전식 배터리).

부하 관리: 에너지를 장치에 전달하고 전력 사용량을 관리하여 에너지 고갈을 방지합니다.

에너지 수확 시스템의 응용

에너지 수확 시스템은 다목적이며 다음을 포함한 다양한 애플리케이션을 지원합니다.

원격 및 무선 센서: 환경 또는 구조 모니터링 시스템과 같이 배터리 교체가 어려운 위치에 유용합니다.

웨어러블 전자 장치: 피트니스 추적기 및 의료 모니터링 도구와 같은 장치는 체온이나 움직임을 전력으로 사용할 수 있습니다.

산업용 IoT 장치: 진동이나 열을 생성하는 기계는 센서나 기타 모니터링 장치에 전원을 공급할 수 있습니다.

스마트 도시 및 스마트 홈: 스마트 조명, 주차 또는 수도 시스템의 센서는 수확된 에너지를 사용하여 외부 전력에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다.

이점과 과제

이익:

유지 관리 감소: 원격 위치에서 비용이 많이 들고 까다로울 수 있는 배터리 교체의 필요성을 없애거나 줄입니다.

지속 가능성: 저전력 장치를 재생 가능 에너지로 실행할 수 있도록 하여 전반적인 환경에 미치는 영향을 줄입니다.

장치 수명 연장: 배터리 교체로 인한 가동 중지 시간 없이 장치의 지속적인 작동을 지원합니다.

과제:

저전력 출력: 수확된 에너지는 최소화되는 경우가 많으므로 저에너지 애플리케이션에만 적합합니다.

간헐적 에너지원: 태양광, RF 및 진동원은 일관성이 없을 수 있으며 이는 장치 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다.

저장 한계: 에너지 저장 솔루션은 특히 에너지 가용성이 변동될 때 지속적인 전력을 보장하기 위해 효율적이고 안정적이어야 합니다.

Global Growth Insights는 최고의 글로벌 에너지 수확 시스템 회사를 공개합니다.

  1. ST마이크로일렉트로닉스

    • 본부: 제네바, 스위스
    • 수익(2023년): 161억 달러
    • CAGR(복합 연간 성장률): 2024년부터 2028년까지 9%로 예상
    • 하이라이트: STMicroelectronics는 에너지 효율적인 반도체 솔루션에 중점을 두고 IoT 및 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 센서를 발전시키는 데 중요한 역할을 해왔습니다.
  1. 텍사스 인스트루먼트

    • 본부: 미국 텍사스주 댈러스
    • 수익(2023년): 200억 3천만 달러
    • CAGR: 에너지 수확 부품의 예상 성장률은 8.3%입니다.
    • 하이라이트: Texas Instruments는 에너지 효율적인 반도체 설계 분야에서 지속적으로 혁신을 이루어 저전력 장치 개발에 크게 기여하고 있습니다.
  1. EnOcean GmbH

    • 본부: 오버하힝, 독일
    • 수익(2023년): 5천만 유로로 추정
    • CAGR: 무선 에너지 수확 솔루션의 예상 성장률은 12%입니다.
    • 하이라이트: EnOcean은 건물 자동화를 위한 무선 에너지 수확 모듈을 전문으로 하며 유지 관리가 필요 없고 배터리가 필요 없는 센서-클라우드 솔루션을 제공합니다. 2023년 9월 EnOcean은 지속 가능한 IoT 혁신을 추진하기 위해 Innovation Industries로부터 상당한 투자를 확보했습니다. 
  1. 후지쯔 주식회사

    • 본부: 일본 도쿄
    • 수익(2023년): 3조 7,600억 엔(약 320억 달러)
    • CAGR: 지속 가능한 기술 솔루션의 7% 성장 목표
    • 하이라이트: Fujitsu는 스마트 시티와 환경 솔루션에 중점을 두고 에너지 수확 기술을 제품에 통합합니다. 회사는 2024년 3월 31일에 끝나는 회계연도에 3조 7600억 엔의 매출을 보고했습니다. 
  1. Cypress Semiconductor(현재 Infineon Technologies의 일부)

    • 본부: 뮌헨, 독일
    • 수익(2023년): 150억 유로(인피니언 테크놀로지스)
    • CAGR: IoT 에너지 솔루션 9% 성장
    • 하이라이트: Infineon Technologies에 인수된 Cypress Semiconductor는 IoT 중심 에너지 솔루션 포트폴리오를 강화하고 시너지 효과를 활용하여 혁신을 주도했습니다.
  1. ABB 주식회사

    • 본부: 취리히, 스위스
    • 수익(2023년): 300억 달러
    • CAGR: 자동화 및 에너지 효율성 분야에서 6% 성장
    • 하이라이트: ABB는 에너지 수확 애플리케이션을 산업 자동화에 통합하여 지속 가능하고 효율적인 에너지 솔루션을 강조합니다.
  1. Maxim Integrated(현재 Analog Devices의 일부)

    • 본부: 미국 매사추세츠주 노우드
    • 수익(2023년): 120억 달러(아날로그 장치)
    • CAGR: 전력 관리 솔루션 분야에서 8% 예상 성장
    • 하이라이트: Analog Devices가 Maxim Integrated를 인수하면서 전력 관리 및 에너지 수확 기술 분야의 역량이 확장되었습니다.
  1. 레어드 써멀 시스템즈

    • 본부: 미국 노스캐롤라이나 주 더럼
    • 수익(2023년): 5억 달러
    • CAGR: 열 관리 솔루션 분야에서 5% 성장
    • 하이라이트: Laird는 에너지 수확 애플리케이션에 활용할 수 있는 열전 모듈을 포함한 열 관리 솔루션에 중점을 두고 있습니다.
  1. 아날로그 디바이스

    • 본부: 미국 매사추세츠주 노우드
    • 수익(2023년): 120억 달러
    • CAGR: 아날로그 및 혼합 신호 솔루션 분야에서 8% 예상 성장
    • 하이라이트: Analog Devices는 전력 관리 IC 및 센서를 포함하여 에너지 하베스팅 분야의 다양한 제품을 제공합니다.
  1. 뷔르트 일렉트로닉

    • 본부: 독일 발덴부르크
    • 수익(2023년): 10억 유로
    • CAGR: 전자 및 전자기계 부품 부문 7% 성장
    • 하이라이트: Wurth Elektronik은 인덕터 및 무선 전력 전송 솔루션과 같은 에너지 수확 애플리케이션에 적합한 부품을 제공합니다.
  1. 마이크로칩 기술

    • 본부: 미국 애리조나주 챈들러
    • 수익(2023년): 68억 달러
    • CAGR: 마이크로컨트롤러 및 아날로그 반도체 솔루션 분야에서 6.5% 성장
    • 하이라이트: Microchip은 저전력 설계에 중점을 두고 에너지 수확 애플리케이션을 지원하는 마이크로컨트롤러와 아날로그 제품을 제공합니다.
  1. 무라타 제작소

    • 본부: 교토, 일본
    • 수익(2023년): 1조 6천억 엔(약 140억 달러)
    • CAGR: 전자부품 5% 성장
    • 하이라이트: Murata는 압전 에너지 하베스터 및 에너지 저장용 슈퍼커패시터와 같은 부품을 개발합니다.
  1. 파워캐스트 주식회사

    • 본부: 미국 펜실베니아주 피츠버그
    • 수익(2023년): 천만 달러
    • CAGR: 무선 전력 솔루션의 15% 예상 성장
    • 하이라이트: Powercast는 RF 기반 무선 전력 기술을 전문으로 하며 다양한 애플리케이션에 대한 원격 에너지 수확을 가능하게 합니다.
  1. Adamant 나미키 정밀 보석 주식회사

    • 본부: 일본 도쿄
    • 수익(2023년): 1억 달러 추정
    • CAGR: 정밀 부품 및 에너지 솔루션 분야에서 7% 성장 예상
    • 하이라이트: 고정밀 부품으로 유명한 Adamant Namiki는 의료 기기 및 웨어러블 애플리케이션을 위한 소형 에너지 수확 장치에 투자하고 있습니다.
  1. Lord MicroStrain(파커 하니핀 코퍼레이션)

    • 본부: 미국 버몬트주 윌리스턴
    • 수익(2023년): Parker Hannifin 매출 160억 달러의 일부
    • CAGR: 센서 및 제어 부문 내에서 8% 예상 성장
    • 하이라이트: Parker Hannifin이 인수한 Lord MicroStrain은 산업 및 항공우주 응용 분야의 원격 모니터링을 위한 무선 센서와 마이크로 에너지 하베스터를 개발합니다.
  1. 심벳 코퍼레이션

    • 본부: 미국 미네소타 주 엘크 강
    • 수익(2023년): 1,500만 달러 추정
    • CAGR: 전고체 배터리 기술 10% 성장
    • 하이라이트: Cymbet은 IoT 장치에서 안정적이고 유지 관리가 필요 없는 에너지 수확 시스템의 핵심 구성 요소인 전고체 배터리 및 에너지 저장 솔루션을 전문으로 합니다.
  1. 실리콘랩스

    • 본부: 미국 텍사스주 오스틴
    • 수익(2023년): 10억 달러
    • CAGR: IoT 및 무선 연결 분야에서 7% 성장 예상
    • 하이라이트: Silicon Labs는 저전력 마이크로컨트롤러와 무선 기술에 중점을 두고 스마트 홈 및 산업 자동화의 에너지 수확 애플리케이션에 적합한 에너지 효율적인 솔루션을 제공합니다.
  1. 미드테크놀로지(허친슨사)

    • 본부: 미국 매사추세츠주 메드퍼드
    • 수익(2023년): 허친슨 매출 40억 달러의 일부
    • CAGR: 스마트 소재 및 센서 부문 8% 성장
    • 하이라이트: Hutchinson의 사업부인 Mide Technology는 상태 모니터링 및 무선 센서 네트워크에 사용되는 압전 에너지 수확 시스템으로 인정받고 있습니다.
  1. 마이크로펠트 GmbH

    • 본부: 독일 프라이부르크
    • 수익(2023년): 500만 달러 추정
    • CAGR: 열전 부품의 12% 예상 성장
    • 하이라이트: Micropelt는 폐열을 포착하여 이를 소형 전자 장치 및 센서에 사용 가능한 전기로 변환하도록 설계된 열전 에너지 수확기를 개발합니다.

결론

에너지 수확 시장은 IoT, 자율 장치 및 지속 가능성 요구 사항의 발전에 따라 빠르게 발전하고 있습니다. 이들 선도 기업은 마이크로전자공학, 무선 전력, 열전 솔루션, 고체 에너지 저장 분야 전반에 걸쳐 다양한 혁신 스펙트럼을 대표합니다. 지속적인 기술 발전과 효율적이고 유지 관리가 적은 에너지 솔루션에 대한 수요 증가로 인해 에너지 수확의 미래는 유망해 보입니다. 이들 회사는 함께 자립형 장치에 힘을 실어주고 보다 지속 가능한 에너지 생태계에 기여하는 시장을 형성할 준비가 되어 있습니다.