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环境能量收集,也称为能量清除或收获,涉及从环境中捕获能量并将其转化为电力。这种方法对于具有低功率要求的小型,无线和便携式设备特别有益。它应用于无线传感器网络,可穿戴电子设备和物联网(IoT)设备中。
对物联网(IoT)设备的需求不断增长,是环境能源收集市场的驱动因素之一。物联网设备是现代智能系统的组成部分,从智能家居和城市到工业自动化和医疗保健监测。这些设备主要在偏远地区或常规电源不切实际的难以到达的位置运行。环境能量收集通过将各种环境来源(例如光,热和振动)转换为电力的能量来提供理想的解决方案,从而确保这些设备可以长时间自主运行。因此,对环境能源收集解决方案的越来越多的吸引力正在导致对研发活动的投资增加,从而进一步归因于市场的增长。例如,一家位于比利时卢旺拉尼夫(Louvain-La-Neuve)的公司E-PEAS已获得1900万美元的资金。 E-PEAS专门从事能源收集的超低功率管理,开发了创新的技术,这些技术从光源,无线电频率,温度差异和振动中捕获环境能量。
环境能源通常会提供不一致的功率水平,这对于所有应用程序,尤其是需要连续或高功率的应用都不足。 这种不一致和功率输出的局限性使得仅依靠环境能量收集来收集需要稳定而大量的能源供应的设备。因此,环境来源的不一致的功率输出是市场增长的限制因素。
COVID-19的大流行对市场产生了不同的影响。大流行破坏了全球供应链,由于组件和原材料短缺而导致能源收集技术的生产和部署延迟。由于封锁和限制,许多研发活动也暂停或放慢脚步,因此对市场产生了负面影响。但是,大流行促进了在医疗保健,物流和智能城市等各个部门的IoT设备和远程监控系统的采用,以确保危机期间的连续性和安全性,这对市场产生了积极的影响。
该报告包括以下关键发现:
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通过技术 |
通过电源 |
通过应用 |
通过地理 |
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基于技术,市场分为光能收集,振动能量收集,热或载火能量收获以及射频(RF)能量收集。由于使用光伏材料将光能转换为电能,因此光能收集段在市场上占有重要份额。阳光的简单可用性在其主要市场份额中也起着至关重要的作用。
振动能量收集段在利用压电材料时具有相当大的份额,在受到机械应力或振动的情况下,产生电荷。它经常用于可穿戴电子,无线传感器网络和结构健康监测的应用中。
预计热能收集,也称为pyro电能量收获,随着它依赖于热电材料而迅速增长,这些材料使用温度差异来产生功率。它主要适用于建筑自动化,运输和工业自动化。
RF能量收集段捕获并将环境无线电波转换为有价值的电能,这进一步用于为低功率的无线设备和传感器供电。
市场被电源分割为风,太阳能和工业。由于其广泛的可用性,技术成熟度和可扩展性,太阳能部门在市场中占有重要份额。此外,涉及生产太阳能产品以建造自动化,消费电子和安全应用程序的公司的越来越多将导致太阳能部门的增长。
由于涡轮效率的持续提高以及适用于环境能源应用的较小,更广泛的涡轮机的发展,预计在预测期内,风段有望大大增长。
预计工业段将以最快的速度增长,因为它涉及从通常浪费的振动,热或机械运动等工业过程中捕获剩余能量。
根据最终用户,环境能源收集市场被细分为无线传感器系统,可穿戴电子设备等。由于工业自动化,智能建筑物和消费电子产品的采用不断上升,无线传感器系统细分市场在市场中占有重要份额。此外,建筑行业的可持续性工作不断上升,也增加了对传感器供电的环境能量收集的需求。
由于这些设备中对技术的需求不断增长,因此可穿戴电子段预计将稳步增长,以增强电池寿命并减少频繁充电的需求。
在北美,欧洲,亚太地区,拉丁美洲和中东和非洲的环境能源收集市场已经进行了研究。
由于严格的法规和雄心勃勃的目标,欧洲占有很大的份额,以减少欧盟设定的碳排放。欧洲国家也是可再生能源中增长最快的国家之一,这将对市场产生积极影响。
由于环境能源收集技术的研发活动不断增长,北美是市场上第二领先的地区。
由于对可穿戴电子产品的需求不断上升,人口扩展和工业自动化增长,亚太地区预计将以市场上最快的速度增长。此外,该地区目睹了对可再生能源的巨额投资,这将对该地区的市场增长产生积极影响。
由于可再生能源计划的投资不断上升,以减少对化石燃料的依赖并减轻气候变化,拉丁美洲将在未来几年内增长。
由于该地区拥有丰富的太阳资源,预计中东和非洲将提供市场上的机会增长,许多国家全年都经历了高水平的阳光。太阳能收集技术,包括光伏面板和集中的太阳能电力系统,在该地区具有巨大的发电潜力。
全球环境能源收集市场的主要参与者是Arveni,Convergence Wireless,Cymbet Corporation,Powercast Corporation,Texas Instruments Incorporated,Fujitsu Limited,ABB Ltd.,Honeywell International Inc.,Stmicroelectronics N.V.和Enocean GmbH。