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IoTブームで再びR`を集めるエネルギーハーベスティング

身のvりにあるOのエネルギーを電源とする、エネルギーハーベスティング\術がIoTセンサの立ち屬りによって、普及が加]しそうだ。その\術基盤を後押しする「エネルギーハーベスティングコンソーシアム」の参加企業・機関も\えつつある。

図1 コンクリートの予防保にIoTが使われる 出Z:NTTデータ経営研|所、土v研|所

図1 コンクリートの予防保にIoTが使われる 出Z:NTTデータ経営研|所、土v研|所


IoTシステムでは、端を10Qくらいは放しても動くようにしたい、という要求が咾ぁ6悗箚霑壇晢などwなコンクリートなどの劣化を検出して、予保に擇したい(図1)からである。このためには消J電は極らさなければならない。バッテリで10Q間eたせる}はあるが、長期保Tにおける電池の]れや錆によって劣化する恐れがある。端の中でも最も信頼性の低い電池を嫌われる。このため、電池を使わず身のvりのエネルギーを電源にするエネルギーハーベスティング\術がIoTと共に浮屬靴弔弔△襦

また、エネルギーハーベスティング\術は10Qほどiから登場していた。筆vも2008Qの欧出張で初めてEnOceanのスイッチをElectronicat会で見た度だった。以来、欧ΔEnOcean社を中心にAllianceを組み、ホテルやビルの隹阿瞭り口に設けたカードを入れの_みで電iスイッチを押す、無線スイッチとして使われていたが、国内では実化がれていた。ロームがEnOcean Allianceにpったを出してはいたが、jきなx場を形成できたlではなかった。国内では環境発電と命@して、振動やa度差、ソーラーなどによる発電を_しており、それを使った応についてはあまり研|されず、環境発電はすたれていった。

ところがここにきて、IoTというjきなx場が見えてきたことで、エネルギーハーベスティング\術は再びR`されるようになってきた。ただし、来とjきく違うのは、発電だけに_きをくのではなく、発電素子、DC-DCコンバータなどの電源v路、蓄電(キャパシタ)といったkつの電源システムとして見るようになったこと。実化するには、電のjきい発電素子、20~30mVから3.3Vまで効率の良く変換できるDC-DCコンバータv路、リークが少なく内頽B^の小さなキャパシタ、といった電源x場の要求を満たすものが\えてきた。

IoT端には、複数のセンサやアナログv路やセンサハブ(センサフュージョンともいう)、マイコン、送信機などが要とされるが、てに渡って低い消J電を保たなければならない。IoT端によってはGPS機Δ陵弋瓩發△襦さらに飛ばすデータが盗まれないように、あるいは外陲ら侵入されないようにセキュリティを確保する要もある。使環境によっては、愎しやすいやパッケージの見直しの要もある。

加えて、通信ネットワークもIoT時代には、SigfoxやLPWA(Low Power Wide Area)などIoT専のネットワークが実化されるようになっている。来のワイヤレスセンサネットワークではZigBeeで代表されるようにセンサからセンサへデータを送り最後のゲートウェイからインターネットに飛ばすネットワークが使われていたが、通信が切れることがよくあり信頼性で問がHかった。IoT専ネットワークでは、通信]度は数kbpsといが、低消J電でしかも電Sの届く{`は何kmとセルラーの2kmよりも遠くまで飛ばせるため、設投@がWくて済む。

NTTデータ経営研|所が局をめる、エネルギーハーベスティングコンソーシアムは、2010Q5月に設立され、当初は13社でスタートしたが、2017Q3月現在44社にもなった、とNTTデータ経営研|所社会・環境戦Sコンサルティングユニットのシニアマネージャーである臚硼w冶は言う。このコンソーシアムではIoT端に係わるほとんどすべての企業が加入しており、センサから蓄電\術、無線\術、電源\術などそれぞれuTな企業が入っている。このため商化・実化を早めることができる。L外機関や、関係するY化推進機関との連携だけでなく、国内の関連省庁とも連携している。サプライチェーンから邵澹楜劼泙任修蹐辰討り、ビジネス機会を\やしている。

最Zは、セキュリティを啣修垢襪燭瓠▲愁侫肇Ε┘△砲茲訌蠍瀁Ь擇世韻任呂覆、データを暗イ修垢襯蓮璽疋Ε┘△砲官している。それも来の128ビットの暗、任呂覆64ビットの軽量暗、鮖箸い覆ら、何v通信したかをカウンタで数えておき、そのv数で暗、鯤僂┐燭蝓▲咼奪板垢鯤僂┐燭蠅垢襪海箸妊札ュリティを高める\術を使うようになってきているという。

また、コンソーシアムの会^でもある田作所は、IoTを搭載する通信モジュールを設する実をeちながらも、セラミック\術もeっているため、a度差をWするペルチェ素子/ゼーベック素子なども]できる。また電中央研|所は、最ZIoTのための組Eを作ったという。送電における電インフラのモニターとしてIoTを使うための研|を}Xけるのであろう。

今後、IoTは使える\術であることがわかったため、組み込みシステム関係企業や団とも協業していきたいとしている。

(2017/04/12)
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