暑い。暑すぎる。すっかり夏になりましたね。毎年思うんですけど、春と秋が短すぎる問題あると思うんですよね。めちゃくちゃ寒かった後に快適な春が来たわけですが、あっという間に通り過ぎちゃいましたね。中間試験の2週間後に期末試験が来る感じですかね(笑)。。

初めまして。完全独立型IoT機器実現を目指して勉強しています。勉強していて読んだ記事や新たに学んだことを自分なりの言葉で共有することで、読者の皆さんはもとより自分自身も新たな発見ができたらいいなと思っています。まだまだ未熟な部分が多いと思いますが、どうぞよろしくお願いします。

さて、今回はエネルギーハーべスティングです。文系理系問わず幅広い人に読んでもらえるような内容だと思います。そもそも私自身エネルギーハーべスティングについて勉強を始めたのは今年の四月からですので、そんな工学部の大学生がエネルギーハーべスティングなどを含むIoT技術を学んでいって私なりに分かったことや気づいたことについてまとめて更なる理解につながればなと思ってます。

とりあえず初回なんでエネルギーハーべスティングとは？ということから始めたいと思います。「エネルギーハーべスティング」という言葉は英語から来たものだと思われて、日本語にあててみると「環境発電」という言葉になります。ざっくり言うと、私たちの身の回りの環境から電気を生み出す・エネルギーを抽出するということを意味する言葉です。厳密に言うと光，振動，熱，電波など，周りの環境に様々な形態で存在する希薄なエネルギーを「収穫」（ハーベスト）して，電力に変換する技術が，エネルギーハーベスティング技術である 1）～3）。環境発電技術とも呼ばれる。周りの環境からエネルギーを収穫するというと，メガソーラー，風力発電，水力発電，地熱発電，波力発電などの，大規模な発電設備も連想するが，これらのいわゆる再生可能エネルギーは，エネルギーハーベスティングには含めない。エネルギーハーベスティングと呼ばれるのは，小型電子機器の自立電源となりうる，μW ～ mW，せいぜい数 W 程度の出力のエネルギー変換技術である[竹内敬治.「エネルギーハーべスティングの最新動向」]。他にも、踏んだりして圧力を加えることで発電する圧電素子(ピエゾ素子)などもあります。最近の研究の紹介はまた改めて投稿しようと思います。エネルギーハーベスティングのネックとなっているのは確実に発電量の少なさということだと思います。目安としては、例えばiPhoneXSのバッテリースペックは10.13Wh(3.81V時で2659mAh)とされています。[https://jp.ifixit.com/Guide/iPhone+XS-+XS+Max%E3%81%AE%E5%88%86%E8%A7%A3/113021]一方、小型の電子デバイス（センサでデータを検出してデータを定期的に送信するようなデバイス）では通常はスリープ状態で数十μWと低い電流を、データの送信には数十mAと高い電流を供給しなければならない。少なくとも数十mWをデータを送信するごとに消費することになる[https://www.semiconportal.com/archive/editorial/technology/chips/160928-adi.html]。このことから分かるように電池の不要なエネルギーハーベスティングによる独立デバイスを一般化するには発電量のさらなる向上や何らかの工夫であったり、消費する電力の低減を図る必要があるということである。道のりは険しいということがよく分かった。

色々調べてみて思ったのは、「今すぐにでも開発に取りかかりたい！」ということであった。具体的な方向性を見据えるためにも、ある程度関連することについて調べてみるということは有効なんだなと気づけた。

頑張りましょう。

次回はもっと詳しく発電方法について掘り下げていきたいと思っています。初回でしたが、いかがだったでしょうか。また、次回も読んでください。最後まで読んでいただきありがとうございました。

それでは。