報道資料
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2023年09月07日

電磁波ノイズエネルギーから高効率に電力を生成する
エナジーハーベスティング（環境発電）^※1用のモジュールを開発
～IoT機器の普及・高度化による電力供給の課題解決に貢献～

ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社

ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社（以下、SSS）は、電磁波ノイズエネルギーを利用したエナジーハーベスティング（環境発電）用のモジュールを開発しました。

本開発品は、SSSがチューナー開発で培ってきた技術を応用することで、電磁波ノイズから電力を高効率に生成することができます。例えば、工場内のロボット、オフィス内のモニターや照明、店舗や家庭のモニターやテレビ、冷蔵庫などから常時発生する電磁波ノイズを利用し、低消費電力型のIoTセンサーや通信機器などの稼働に必要な電力の安定的な生成と供給を可能にします。

IoT機器の普及・高度化とともに、増加するIoT機器への電力供給の問題が注目される中、本技術は高い効果に加え、幅広い応用が期待できるエナジーハーベスティング技術として、電力循環モデルの構築と、持続的なIoT社会の発展に貢献することをめざします。

※1： 環境や生体の中に存在する微小なエネルギーを収穫（ハーベスト）し、電力に変換する技術のこと。

電磁波ノイズエネルギーを利用したエナジーハーベスティングの仕組みのイメージ図

エナジーハーベスティングの活用場面一例
工場（左）、オフィス（中央）、店舗（右）

エナジーハーベスティングは、IoT社会の発展と持続可能な地球環境の両立に貢献する技術として、電波や光、熱、振動などの分野で研究が進んでいます。本開発品は、電気を使用するあらゆる機器から発生する電磁波ノイズを利用して電力を生成することができるエナジーハーベスティング技術です。

本開発品は、SSSがこれまでチューナー開発で培ってきたアンテナ技術をもとに、電磁波ノイズの発生源である電子機器などの金属部をアンテナの一部として活用しており、さらに電気への変換効率を高める整流回路^※2を用いた独自の構造を採用しています。これにより、小型なモジュールながら、数Hz～100MHｚ帯の電磁波ノイズを電気エネルギーに変換し、低消費電力型のIoTセンサーや通信機器などへの給電や電池などへの充電が可能となります。高効率な電力生成を実現する本方式によるハーベスティング技術は、業界初^※3となります。従来、注目されていなかった電磁波ノイズを新たな電力源として有効活用することにより、IoTセンサーなどで必要とされる電力消費に対して、電力を安定的に供給することができます。

さらに、モジュールを構成する部品点数を抑えることで、小型化により設置の自由度を高めました。また、電子機器が通電されていれば、待機時においても電力収穫が可能なため、屋内外を問わず、工場やオフィス、店舗、家庭など、幅広いユースケースでの活用が期待できます。

※2: 整流回路とは、交流電流を直流電流に変換する電気回路のこと。一般に、電気エネルギーの伝送には交流を使用することから、直流を必要とする設備の電源には整流回路が用いられる。
※3: エナジーハーベスティング用の技術として。SSS調べ。（2023年9月7日広報発表時）

開発品（サイズ：7mm角）

＜主な特長＞

■高い電力生成

家電やパソコン、ライト、自動販売機、エレベーター、自動車、産業用機器など、発生する電磁波ノイズ量が多い電子機器などをエネルギー源とすることで、数十μW～数十mWの電力を収穫できます。これにより、低消費電力型のIoTセンサーや通信機器などへの電源供給を可能とします。

■幅広いユースケースに適用可能

• 電力収穫の対象となる電子機器などが通電されていれば、その待機時においても電力の収穫が可能です。そのため、太陽光や電波、温度差を用いた他のエナジーハーベスティング方式による電力生成と異なり、光の明るさや室内環境など使用環境の影響を受けることなく、持続的なハーベスティングが可能となります。
• モジュールを構成する部品点数を抑えることで、小型化により設置自由度を高めました。

■機器の状態検知が可能

電子機器などから発生する電磁波ノイズを収穫し続けるため、収穫電圧の変化を検知することによる電子機器内部の状態把握が可能となります。例えば、照明が正常に点灯しているかの検知、モーターを内蔵したロボットなどの機器の故障の予知管理などへの応用も期待できます。

本技術は幅広い領域での応用が期待できるため、当社は今後、さまざまな業界のパートナー企業と連携しながら、製品化に向けた開発を進めて行きます。