人們的動(dòng)作、橋梁的振動(dòng)、室內(nèi)的照明光、汽車的廢熱、廣播電視發(fā)射的電波，等等……。“能量采集”技術(shù)可以從身邊的能量獲得電力供我們使用。采集到的電力雖然很小，但由于其無(wú)需干電池的便利性，已開始受到世人的熱切關(guān)注。由于周邊部件特性的提高，其可適用的用途在逐步增加。高效率且低功耗的無(wú)線IC，將推動(dòng)其采用的擴(kuò)大。
對(duì)我們身邊微小的振動(dòng)、光、熱及電磁波等能量加以收集利用的技術(shù)，就是“能量采集”。有效利用我們平常忽略的微小能量的概念，如今正在引起關(guān)注。
“能量采集相關(guān)設(shè)備市場(chǎng)將從2010年的6.05億美元擴(kuò)大到2020年的44億美元。”英國(guó)IDTechEx 公司預(yù)測(cè)（*1）。美國(guó)的Innovative Research and Products 公司也表示：“2009年的市場(chǎng)規(guī)模為795萬(wàn)美元，但將以73.6％的年率增長(zhǎng)，到2014年將達(dá)到12.54億美元。最大的賣點(diǎn)是“無(wú)需電池”
能量采集又稱為“環(huán)境發(fā)電”，具有可在各種條件下發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)（圖1）。只是所獲得的能量非常?。ū?）（*3），大半器件的發(fā)電量，都只有μW級(jí)。如果裝在智能手機(jī)上，其所提供的電量不足以使手機(jī)不用充電。
*3:Roundy, S.et al.,"A study of low level vibrations as a power source for wireless sensor nodes,"Commputer Communications 26,lssue 11,pp.1131-1144,july 2003.
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| 圖1 我們身邊存在著各種各樣的能量來(lái)源 能量采集技術(shù)，是指對(duì)此前棄之不用的微小能量加以收集和有效利用的技術(shù)。能量來(lái)源有振動(dòng)、光、熱和電磁波等。 （插圖：楠本禮子） |
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只能得到微小電力，卻仍獲得了市場(chǎng)的熱切期待，是因?yàn)槠渚哂械?ldquo;高度便利性”。能量采集的最大賣點(diǎn)，是采用此技術(shù)的設(shè)備將無(wú)需連接線，無(wú)需換電池和維護(hù)（圖2）。就是說(shuō)，不是“低功耗”，而是可實(shí)現(xiàn)“無(wú)功耗”。
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| 圖2 因無(wú)電池便利性提高 要點(diǎn)為：不需要一次性電池的更換與配線（a） 。組合電容與發(fā)電機(jī)的“振動(dòng)發(fā)電電池”（b） 。與干電池的尺寸與形狀相同，可以直接在遙控器上使用。NHK富山電視臺(tái)與湯淺工機(jī)共同開發(fā)了轉(zhuǎn)播車千斤頂遙控器試制品（c） ，用手指按鈕的力量來(lái)發(fā)電。 |
因控制信號(hào)以無(wú)線方式交換，無(wú)需為開關(guān)裝設(shè)新的配線。在需要頻繁改動(dòng)展示品布局的美術(shù)館等，電源線纜的敷設(shè)是很大的負(fù)擔(dān)。而無(wú)需布線的能量采集技術(shù)在這里就能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。
周邊部件已有變化
能量采集系統(tǒng)典型的構(gòu)成要素有如下幾個(gè)：首先①檢測(cè)出能量來(lái)源并使其發(fā)電；②電源電路將獲得的電力加以轉(zhuǎn)換，儲(chǔ)存在電容或充電電池中；③使用積蓄的電力驅(qū)動(dòng)微控制器與傳感器；④將傳感器得到的信息以無(wú)線方式傳送到外部（注1）。
注1：兼有①～④功能的單元的價(jià)格“5萬(wàn)個(gè)批量購(gòu)入時(shí)，每個(gè)約為12美元”（凌力爾特公司的Armstrong 語(yǔ)）。
能量采集觀念古已有之，研究的歷史也很長(zhǎng)。其采用之所以直到最近才開始急速擴(kuò)大，是因?yàn)橹苓叢考辛舜蟮倪M(jìn)步，在上述的要素中相當(dāng)于②～④，以及由此可適用范圍的擴(kuò)大。（未完待續(xù)）
