Рынок систем сбора энергии — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по технологиям (сбор световой энергии, сбор вибрационной энергии, сбор тепловой энергии и сбор радиочастотной энергии), применению (бытовая электроника, строительство и домашняя автоматизация, промышленность, транспорт), по регионам и по конкуренции на 2019–2029 гг.

Обзор рынка

Глобальный рынок систем сбора энергии оценивался в 672,91 млн долларов США в 2023 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период со среднегодовым темпом роста 9,37% до 2029 года.

В прогнозируемый период ожидается рост рынка из-за различных факторов, включая широкое использование устройств Интернета вещей в автоматизации, урбанизацию, растущую потребность в надежных и устойчивых системах, резкий рост спроса на экологически чистую энергию, широкую интеграцию технологий сбора энергии в автоматизацию зданий и домов, а также благоприятные правительственные постановления. Системы сбора энергии находят свое основное применение в маломощных электроприборах, таких как датчики, часы и бытовая техника, выступая в качестве эффективной замены традиционным источникам питания, таким как батареи.

Ключевые движущие силы рынка

Рост осведомленности об энергоэффективности

Рост осведомленности об энергоэффективности является ключевым фактором, способствующим устойчивому росту рынка систем сбора энергии. Поскольку глобальное сознание в отношении экологической устойчивости продолжает расти, отрасли и потребители ищут инновационные решения для сокращения потребления энергии и уменьшения своего углеродного следа. Это возросшее понимание стало катализатором смены парадигмы в сторону более экологичных технологий, при этом системы сбора энергии становятся ключевым игроком в этом преобразующем ландшафте.

Компании и частные лица все больше осознают важность оптимизации использования энергии для минимизации отходов и смягчения воздействия традиционных источников энергии на окружающую среду. Системы сбора энергии обеспечивают интеллектуальный ответ на этот императив, захватывая и используя окружающую энергию из окружающей среды, преобразуя ее в пригодную для использования форму. Это не только соответствует более широким целям устойчивого развития, но и решает насущную потребность в эффективном использовании энергии в различных секторах.

Растущее внимание к энергоэффективности обусловлено слиянием факторов, включая опасения по поводу изменения климата, сохранения ресурсов и растущего спроса на электроэнергию во взаимосвязанном мире. Поскольку правительства по всему миру внедряют строгие правила и политику по ограничению выбросов углерода, предприятия активно ищут энергоэффективные решения, чтобы оставаться законопослушными и социально ответственными.

Беспроводные сенсорные сети и Интернет вещей

Интеграция беспроводных сенсорных сетей (WSN) и Интернета вещей (IoT) является грозной силой, стимулирующей рост рынка систем сбора энергии. В эпоху цифровой связи резко возрос спрос на бесперебойную и эффективную передачу данных между бесчисленными устройствами, что привело к беспрецедентному распространению датчиков и технологий на базе IoT. Однако этот всплеск порождает проблему поддержания питания этих устройств, особенно в удаленных или недоступных местах. Системы сбора энергии решают эту проблему, предоставляя устойчивый и самодостаточный источник питания для датчиков и устройств IoT.

Поскольку экосистемы WSN и IoT расширяются в различных отраслях, потребность в надежных и не требующих обслуживания решениях по питанию становится первостепенной. Системы сбора энергии по своей природе используют окружающие источники энергии, такие как солнечная, кинетическая или тепловая энергия, преобразуя их в электрическую энергию для питания датчиков и устройств IoT. Это не только обеспечивает непрерывную функциональность, но и устраняет ограничения, накладываемые традиционными источниками питания, позволяя развертывать устройства в местах, где доступ к электросетям может быть нецелесообразным.

Сочетание систем сбора энергии с WSN и IoT открывает новые возможности для мониторинга в реальном времени, сбора данных и управления в различных секторах, включая сельское хозяйство, здравоохранение, умные города и промышленную автоматизацию. Эти системы предлагают устойчивую альтернативу обычным батареям, снижая воздействие на окружающую среду, связанное с частой заменой и утилизацией батарей. Кроме того, синергия между сбором энергии и IoT согласуется с более широкими целями устойчивости и энергоэффективности. Поскольку отрасли стремятся к более экологичным методам, внедрение систем сбора энергии становится не просто необходимостью для питания устройств, но и стратегическим выбором для внесения вклада в более зеленое и более связанное будущее. По сути, интеграция сбора энергии с WSN и IoT является движущей силой, меняющей ландшафт интеллектуальных технологий, возвещающей эру самодостаточных, экологически сознательных и бесшовно связанных систем.

Основные проблемы рынка

Ограниченная выходная мощность и хранение энергии

Рынок систем сбора энергии сталкивается со значительным препятствием в виде ограниченной выходной мощности и проблем, связанных с хранением энергии. Несмотря на многообещающие успехи в использовании источников энергии окружающей среды, таких как солнечная, кинетическая и тепловая энергия, неотъемлемым ограничением является относительно скромная выходная мощность этих технологий сбора. Непостоянство и прерывистость доступности энергии из внешних источников создают препятствие для удовлетворения постоянных потребностей в энергии различных приложений.

Одним из критических аспектов, усиливающих эту проблему, является сложность эффективного хранения и управления собранной энергией. Системы сбора энергии часто должны бороться с колебаниями входных потоков энергии, а невозможность эффективно хранить излишки энергии может привести к перерывам в электроснабжении, когда внешние источники недоступны. Это ограничение особенно сильно влияет на приложения, где необходим постоянный и надежный источник питания.

Последствия ограниченной выходной мощности и хранения энергии отражаются на различных отраслях. В таких секторах, как Интернет вещей, где множество подключенных устройств требует непрерывного электропитания, прерывистый характер сбора энергии может создавать эксплуатационные проблемы. Аналогичным образом, в удаленных или не подключенных к сети местах, где эти системы особенно полезны, непостоянство доступности энергии может поставить под угрозу надежность критически важных приложений. Кроме того, ограниченная выходная мощность затрудняет масштабируемость решений по сбору энергии. Приложения, требующие более высокого потребления энергии, могут оказаться сложными для использования исключительно собранной энергии, что потребует дополнительных источников питания и снизит общие преимущества устойчивости.

Решение этих проблем требует согласованных усилий в области исследований и разработок для повышения эффективности технологий сбора энергии. Инновации в материалах, улучшенные методы преобразования энергии и достижения в решениях по хранению энергии имеют важное значение для преодоления ограничений, налагаемых текущими ограничениями. Поскольку отрасль стремится оптимизировать выходную мощность и возможности хранения, она готова раскрыть весь потенциал систем сбора энергии, сделав их более жизнеспособными и привлекательными в спектре приложений и отраслей.

Затраты и окупаемость инвестиций (ROI)

Рынок систем сбора энергии сталкивается с серьезным препятствием в виде затрат и связанной с этим проблемой достижения удовлетворительной окупаемости инвестиций (ROI). Хотя долгосрочные преимущества систем сбора энергии являются убедительными — предложение устойчивых, самодостаточных энергетических решений — первоначальные затраты на внедрение могут стать сдерживающим фактором как для предприятий, так и для потребителей. Первоначальные инвестиции, необходимые для приобретения и установки устройств сбора энергии, а также сопутствующие изменения инфраструктуры представляют собой финансовый барьер, который может замедлить широкое внедрение этих технологий.

Во многих случаях предполагаемая высокая стоимость систем сбора энергии может затмить долгосрочную экономию, которую они могут предложить за счет снижения зависимости от традиционных источников энергии и более низких расходов на обслуживание. Отрасли и отдельные лица, оценивающие эти системы, должны тщательно взвесить первоначальные капитальные затраты с прогнозируемой окупаемостью инвестиций, учитывая такие факторы, как экономия энергии, увеличенный срок службы устройства и потенциальное повышение эффективности эксплуатации.

Сложный экономический ландшафт, окружающий системы сбора энергии, становится особенно актуальным по сравнению с традиционными альтернативами энергии. Хотя эти системы способствуют достижению целей устойчивого развития и предлагают экологические преимущества, экономическая жизнеспособность является ключевым фактором. Компании, особенно в секторах, чувствительных к затратам, могут не решиться принять технологии сбора энергии, если период окупаемости первоначальных инвестиций воспринимается как слишком длительный. Более того, изменчивость сроков окупаемости инвестиций в различных приложениях и отраслях представляет собой проблему. Некоторые секторы могут получить более быструю отдачу из-за определенных эксплуатационных характеристик, в то время как другие могут столкнуться с более длительными сроками окупаемости. Эта изменчивость усложняет процессы принятия решений для потенциальных пользователей.

Чтобы преодолеть эти проблемы, необходимо приложить усилия для снижения затрат на технологии сбора энергии за счет усовершенствований в производственных процессах, материалах и масштабируемости. Кроме того, повышение осведомленности о долгосрочных экономических выгодах, подчеркивая снижение эксплуатационных расходов и повышение эффективности, будет иметь решающее значение для изменения восприятия систем сбора энергии с дорогостоящих инвестиций на стратегический, экономически жизнеспособный выбор для устойчивых энергетических решений. Поскольку отрасль работает над устранением этих финансовых барьеров, она может раскрыть более широкий потенциал сбора энергии в различных приложениях и отраслях.

Общественная осведомленность и образование

Общественная осведомленность и образование представляют собой существенное препятствие для широкого внедрения систем сбора энергии на рынке. Несмотря на преобразующий потенциал этих систем в предоставлении устойчивых и экологически чистых энергетических решений, отсутствие понимания среди потребителей, предприятий и даже основных заинтересованных сторон препятствует их принятию и интеграции. Тонкости функционирования систем сбора энергии, их преимущества и области применения остаются относительно неизвестными широкой общественности.

Одной из основных проблем является необходимость обучения в области воздействия традиционных источников энергии на окружающую среду и преимуществ, предлагаемых технологиями сбора энергии. Многие потенциальные пользователи могут не знать об экологических последствиях традиционных методов производства электроэнергии и о потенциале сбора энергии для смягчения этих экологических последствий. Устранение этого пробела в знаниях имеет решающее значение для содействия пониманию роли систем сбора энергии в содействии более экологичному и устойчивому будущему.

Отсутствует осведомленность о различных применениях сбора энергии в различных отраслях промышленности. От питания беспроводных датчиков в промышленных условиях до повышения эффективности устройств Интернета вещей — потенциальные варианты использования широки. Обучение конечных пользователей и лиц, принимающих решения, универсальности и адаптивности этих систем имеет важное значение для расширения их рыночного охвата. Общественный скептицизм и опасения по поводу надежности и эффективности систем сбора энергии также сохраняются из-за отсутствия осведомленности. Четкая коммуникация относительно доказанного опыта этих технологий в различных приложениях и отраслях промышленности имеет важное значение для создания доверия и развеивания заблуждений.

Государственные органы, отраслевые ассоциации и производители должны играть ключевую роль в решении этой проблемы путем реализации целевых кампаний по повышению осведомленности и образовательных инициатив. Эти усилия должны подчеркивать не только экологические преимущества, но и долгосрочную экономию затрат и эксплуатационную эффективность, предлагаемую системами сбора энергии. Способствуя лучшему пониманию технологии и ее потенциального воздействия, заинтересованные стороны могут совместно работать над преодолением барьеров, создаваемых недостаточной осведомленностью и образованием общественности, прокладывая путь для более широкого принятия и внедрения систем сбора энергии на рынке.

Основные тенденции рынка

Фокус на промышленных приложениях

Рынок систем сбора энергии переживает значительный всплеск, обусловленный ярко выраженным фокусом на промышленных приложениях. Отрасли во всем мире все больше признают преобразующий потенциал систем сбора энергии в решении конкретных проблем и повышении эксплуатационной эффективности. В промышленном ландшафте, где удаленные и суровые условия являются обычным явлением, системы сбора энергии предлагают устойчивое и надежное решение для питания беспроводных датчиков, устройств мониторинга и других критически важных компонентов без необходимости частого обслуживания или замены батарей.

Одним из ключевых факторов этой тенденции является спрос на энергоэффективные решения в промышленной автоматизации. Поскольку отрасли охватывают четвертую промышленную революцию (Индустрия 4.0), интеграция датчиков и подключенных устройств для мониторинга и управления в реальном времени становится первостепенной задачей. Системы сбора энергии обеспечивают стратегическое преимущество, обеспечивая непрерывный и автономный источник питания для этих устройств, обеспечивая бесперебойную связь и сбор данных в удаленных или труднодоступных местах.

Более того, акцент на промышленных приложениях соответствует более широким целям оптимизации операционных процессов и сокращения времени простоя. Используя источники энергии окружающей среды, такие как вибрации, тепло или солнечная энергия, отрасли могут внедрять системы сбора энергии для питания датчиков, которые контролируют состояние оборудования, отслеживают инвентарь и улучшают общую операционную видимость. Это, в свою очередь, способствует стратегиям предиктивного обслуживания, минимизируя сбои и увеличивая срок службы критически важного оборудования.

Развертывание систем сбора энергии в промышленных условиях также соответствует инициативам по обеспечению устойчивого развития. Поскольку отрасли стремятся сократить свое воздействие на окружающую среду и соблюдать строгие правила, использование экологически чистых и самодостаточных энергетических решений приобретает все большую популярность. Системы сбора энергии обеспечивают чистую энергетическую альтернативу, снижая зависимость от традиционных источников энергии и способствуя созданию более зеленой промышленной экосистемы.

Промышленное внимание к сбору энергии выходит за рамки традиционных производственных секторов и включает приложения в нефтегазовой отрасли, логистике и инфраструктуре. Поскольку отрасли все больше осознают экономические и эксплуатационные преимущества систем сбора энергии, эта тенденция готова стимулировать значительное расширение рынка, открывая новую эру устойчивых и эффективных промышленных процессов.

Достижения в технологиях хранения энергии

Рынок систем сбора энергии готов к существенному росту, во многом обусловленному значительными достижениями в технологиях хранения энергии. Эффективность систем сбора энергии зависит от их способности эффективно хранить и управлять собранной энергией, решая проблему прерывистого характера источников энергии из окружающей среды. Поскольку прорывы в технологиях хранения энергии продолжают менять ландшафт, рынок становится свидетелем преобразующего сдвига в сторону повышенной надежности, масштабируемости и общей производительности.

В последние годы были предприняты согласованные усилия по разработке усовершенствованных батарей, суперконденсаторов и других решений для хранения, которые могут удовлетворить уникальные требования систем сбора энергии. Эти инновации играют важную роль в преодолении исторических проблем, связанных с прерывистым характером источников энергии, таких как солнечная, кинетическая и тепловая. Улучшения в емкости хранения энергии и циклах заряда-разряда способствуют более стабильному и последовательному электроснабжению, устраняя одно из ключевых ограничений, которое препятствовало широкому внедрению систем сбора энергии.

Более того, достижения в технологиях хранения энергии напрямую влияют на масштабируемость решений по сбору энергии. По мере увеличения емкости хранения и повышения эффективности потенциальные приложения для систем сбора энергии расширяются в таких отраслях, как промышленная автоматизация, сельское хозяйство, интеллектуальные здания и Интернет вещей (IoT). Возможность хранить излишки энергии в пиковые периоды сбора и разряжать их при необходимости обеспечивает надежный источник питания для критически важных приложений.

Эти технологические достижения также играют ключевую роль в продлении срока службы систем сбора энергии. Прочность и долговечность компонентов хранения напрямую влияют на общую экономическую эффективность этих систем, делая их более привлекательными как для предприятий, так и для потребителей. По мере того, как рынок продолжает развиваться, текущие исследования и разработки в области технологий хранения энергии, вероятно, будут стимулировать дальнейшие инновации, гарантируя, что системы сбора энергии станут все более эффективными, экономичными и способными удовлетворять разнообразные и расширяющиеся потребности в энергии современных приложений. Симбиотическая связь между технологиями сбора и хранения энергии позиционирует этот рынок как ключевого игрока в устойчивом энергетическом ландшафте будущего.

Сегментарные аналитические данные

Аналитические данные по приложениям

Ожидается, что потребительская электроника займет наибольшую долю рынка систем сбора энергии в течение прогнозируемого периода,

Региональные аналитические данные

Ожидается, что Северная Америка будет доминировать на рынке в течение прогнозируемого периода.

Последние события

• Март 2022 г. Корпорация Powercast сообщила об отгрузке 10 миллионов беспроводных радиочастотных чипов Powerharvester PCC110 за последние два года, объяснив этот успех растущим интересом к решениям по беспроводной передаче питания на расстоянии. Эти решения освобождают устройства от кабелей, батарей и позиционных ограничений, таких как те, которые налагаются стандартом беспроводной зарядки Qi, что позволяет дистанционно заряжать устройства на расстоянии до 80 футов. Эта технология повышает функциональность, эффективность и гибкость размещения устройств за счет снижения или устранения необходимости в батареях и физических соединениях

Ключевые игроки рынка

• Microchip Technology Inc.
• E-Peas SA
• EnoCean GmbH
• ABB Limited
• Powercast Corporation
• Advanced Linear Devices Inc
• Analog Devices Inc
• STMicroelectronics NV
• Texas Instruments Incorporated
• Cypress Semiconductor Corporation