エナジーハーベスティングとは？

エナジーハーベスティングの意味

光、振動、熱、電波など身の回りの微小なエネルギーを電力に変換して機器を動かす技術。電池交換や配線が不要になるため、保守が困難な場所に設置するセンサノードに向く。

エナジーハーベスティングの具体例

熱電変換素子はゼーベック効果を利用し、素子の両面に生じた温度差から起電力を得る。圧電素子は振動から、太陽電池は光から発電する。

エナジーハーベスティングは試験でどう引っ掛けられる？

得られる電力が極めて小さいため、蓄電と間欠動作（必要なときだけ起きて送信する）を前提とした設計が必須。

エナジーハーベスティングと関連する用語

• EnOcean
• LPWA
• スリープモード

エナジーハーベスティングが出た過去問

• エネルギーハーベスティング（環境発電）に用いられる熱電変換素子の説明として、適切なものはどれか。

  正解：ゼーベック効果によって、温度差から電気エネルギーを発生する。

  要点：熱電変換素子はゼーベック効果で温度差から発電する

  熱電変換素子は、2種類の異なる導体の接合部に温度差があると起電力が生じるゼーベック効果を利用する。機器の排熱や体温と外気の温度差といった、捨てられていた熱エネルギーから微小な電力を取り出せるので、環境発電の手段として使われる。同じ環境発電でも、光・振動・電波を使う方式はそれぞれ別の物理現象に基づく。

  出典：平成29年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 am2 問16（IPA）

• スイッチを押す力を電気エネルギーに変えるなどの方法で得られる、微弱な電力を用いた無線通信技術はどれか。

  正解：EnOcean

  要点：EnOceanは環境発電で動く電池レスの近距離無線規格

  EnOceanは、スイッチを押す力や温度差、光といった周囲の微小なエネルギーを電力に変換するエネルギーハーベスティングを利用した近距離無線通信規格である。極めて短時間・低電力で電文を送る設計になっており、電池も配線も不要なセンサやスイッチを実現できる。ビル設備の照明・空調制御などで使われている。

  出典：令和2年度 10月 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 am2 問10（IPA）