人や橋梁（きょうりょう）の振動，室内の照明光，クルマの廃熱，放送の電波――。こうした身の回りに存在するエネルギーから得られる小さな電力で電子回路を動かそうという「エネルギー・ハーベスティング」に今，世界の技術者が熱い視線を注いでいる。電力は非常に小さいものの，用途によっては１次電池も充電も必要なく動作し続けるという利便性があるからだ。周辺部品の特性が向上したことで応用範囲が急速に拡大している。それをけん引するのは，高効率で低消費電力な無線ICである。本連載では，エネルギー・ハーベスティングの今を全４回にわたって解説する。
図１ 身の回りにはさまざまなエネルギーが存在する エネルギー・ハーベスティングとは，これまで捨てられてしまっていたような小さなエネルギーを“収穫”して有効利用するための技術である。エネルギー源には振動や光，熱，電磁波などがある。（イラスト：楠本礼子）
振動や光，熱，電磁波など，身の回りの小さなエネルギーを“収穫”して活用する技術「エネルギー・ハーベスティング」。普段は捨てられてしまうような，ごくわずかなエネルギーを有効活用しようというこのコンセプトに今，大きな注目が集まっている（図１）。
「エネルギー・ハーベスティング関連機器の市場規模は，2010年の6億500万米ドルから2020年には44億米ドルまで広がる」（英IDTechEx社，参考文献1）。「2009年の市場規模は7950万米ドル。これが年率73.6％で成長し，2014年には12億5400万米ドルに達する」（米Innovative Research and Products社，参考文献2）――。
最大のウリは「電池レス」
エネルギー・ハーベスティングは別名「環境発電」とも呼ばれ，さまざまな場所で発電できるという利点がある。ただその一方，得られる電力は非常に小さい（表１，参考文献3）。1台の発電デバイス当たりの発電量は，μWオーダーにとどまるものが大半を占める。「スマートフォンに取り付けたら充電が要らなくなる」，というほどの大きな電力が得られるわけではない。
表１ 微小な電力を得られるエネルギー源の例
【参考文献】
1）Harrop, P. et al., Energy Harvesting and Storage for Electronic Devices 2010-2020, IDTechEx Ltd., Jul. 2010.
2）Innovative Research and Products, Inc.，ULTRA-LOW POWER（MICROWATT）ENERGY HARVESTING FOR WIRELESS SWITCHES AND WIRELESS SENSOR NETWORKING TYPES, APPLICATIONS, NEW DEV ELOPMENTS, INDUSTRY, Apr. 2010.
3）Roundy, S. et al., “A study of low level vibrations as a power source for wireless sensor nodes,”Computer Communications 26, Issue 11, pp.1131-1144, Jul. 2003.
エネルギー・ハーベスティング、環境発電、電池、NHK、ブラザー工業
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