Обзор рынка:
Глобальный рынок систем сбора энергии на основе пьезоэлектричества был оценен в 4 707,6 миллионов долларов США в 2024 году и, как ожидается, достигнет 11 045,86 миллионов долларов США к 2032 году, с зарегистрированным среднегодовым темпом роста (CAGR) в 11,25% в течение прогнозируемого периода.
| АТРИБУТ ОТЧЕТА |
ДЕТАЛИ |
| Исторический период |
2020-2023 |
| Базовый год |
2024 |
| Прогнозируемый период |
2025-2032 |
Размер рынка систем сбора энергии на основе пьезоэлектричества 2024
|
4 707,6 миллионов долларов США |
Рынок систем сбора энергии на основе пьезоэлектричества, CAGR
|
11.25% |
Размер рынка систем сбора энергии пьезоэлектричества 2032 года
|
11 045,86 млн долларов США |
Конкурентная среда на рынке систем сбора энергии пьезоэлектричества характеризуется разнообразным составом поставщиков технологий и компаний по инновациям в области материалов, включая ABB Ltd., Honeywell International Inc., STMicroelectronics N.V., Texas Instruments Incorporated, EnOcean GmbH, Fujitsu Limited, Bionic Power Inc., Arveni, Convergence Wireless, Cymbet Corporation, Powercast Corporation, Energy Partners и Voltree Power Inc. Эти игроки сосредоточены на продвижении высокоэффективных преобразователей, гибких пьезоэлектрических материалов и ультранизкопотребляющих чипсетов для IoT и промышленных приложений. Азиатско-Тихоокеанский регион лидирует на мировом рынке с долей около 40%, благодаря крупномасштабному производству электроники и расширению умной инфраструктуры, за ним следует Северная Америка с около 40%, поддерживаемая сильными НИОКР и ранним внедрением автономных сенсорных сетей.
Информация о рынке:
- Рынок систем сбора энергии пьезоэлектричества был оценен в 4 707,6 млн долларов США в 2024 году и прогнозируется, что он достигнет 11 045,86 млн долларов США к 2032 году, с CAGR 11,25%.
- Драйверами рынка являются растущее внедрение беспроводных сенсоров с поддержкой IoT, увеличивающееся использование автономных медицинских и носимых устройств, а также растущий спрос на системы мониторинга без обслуживания в промышленной автоматизации и умной инфраструктуре.
- Появляющиеся тенденции сосредоточены на гибких и печатных пьезоэлектрических материалах, интеграции с предиктивным обслуживанием на основе ИИ и расширении использования в потребительской электронике для устройств с питанием от движения.
- Конкурентная среда включает глобальных технологических лидеров и специализированных поставщиков решений, акцентирующих внимание на повышении эффективности, миниатюризации и улучшении материалов для укрепления продуктовых портфелей и партнерств с OEM.
- Азиатско-Тихоокеанский регион занимает около 40% рыночной доли, обусловленной производством электроники и проектами умных городов; за ним следует Северная Америка с 40%, в то время как электромагнитный сбор энергии лидирует в технологическом сегменте, поддерживаемый высокой способностью к преобразованию в средах, богатых вибрацией.
Access crucial information at unmatched prices!
Request your sample report today & start making informed decisions powered by Credence Research Inc.!
Download Sample
Анализ сегментации рынка:
По технологии
Сегмент по технологии возглавляет электромагнитная энергия, занимающая доминирующую долю благодаря своей высокой эффективности преобразования энергии и пригодности для сред с низкочастотными вибрациями, таких как промышленное оборудование, моторные системы и автомобильные приложения. Ее способность генерировать более высокую мощность от механических движений без необходимости в прямом солнечном свете или тепловых градиентах способствует внедрению в экосистемы мониторинга состояния, отслеживания активов и предиктивного обслуживания. Сбор энергии света стабильно растет, поддерживаемый его актуальностью в умных носимых устройствах с поддержкой IoT и сетях внутренних датчиков, хотя проблемы с эффективностью в условиях низкой освещенности ограничивают его доминирование по сравнению с электромагнитными системами.
- Например, электромагнитные вибрационные сборщики энергии SKF Perpetuum генерируют до 20 мВт до 50 мВт непрерывной мощности от вибраций оборудования, в основном настроенных на определенные частоты около 50 Гц, 60 Гц или 100 Гц, что позволяет постоянно питать беспроводные датчики мониторинга состояния в железнодорожном и производственном секторах.
По компонентам
Сегмент по компонентам доминируют преобразователи, составляющие наибольшую долю, так как они формируют основной механизм, ответственный за преобразование механического напряжения в полезную электрическую энергию. Спрос обусловлен растущей интеграцией в автономные беспроводные сенсорные узлы, медицинские имплантаты и оборудование для мониторинга окружающей среды, требующее длительных сроков эксплуатации с минимальным обслуживанием. Достижения в области высокопроизводительных пьезоэлектрических керамик и гибких полимерных преобразователей обеспечивают улучшенную долговечность и интеграцию в компактные электронные конструкции. Вторичные батареи поддерживают требования к хранению системы, но остаются вспомогательными, так как преобразователи определяют производительность системы и способность к преобразованию энергии.
- Например, преобразователи TDK PiezoHaptic™ используют передовые многослойные пьезоэлектрические керамики, которые генерируют до 5 G ускорения обратной связи, сохраняя толщину всего 35 мм, что позволяет интегрировать их в компактные медицинские носимые устройства и устройства следующего поколения IoT.
Ключевые факторы роста:
Рост внедрения IoT и интеграции автономных устройств
Быстрое расширение экосистем IoT в умном производстве, здравоохранении, автоматизации зданий и транспорте выступает в качестве основного катализатора для систем сбора пьезоэлектрической энергии. Поскольку миллиарды подключенных устройств зависят от непрерывного питания для сенсоров, связи и обработки данных, ограничения традиционных батарей, включая воздействие на утилизацию, стоимость замены и ограниченный срок службы, ускорили переход к автономным источникам питания. Пьезоэлектрический сбор энергии обеспечивает эксплуатацию беспроводных сенсорных сетей без обслуживания, преобразуя вибрации, движения и структурные напряжения в электричество, особенно в промышленных условиях, где вибрации, вызванные оборудованием, обильны. Это снижает зависимость от проводной инфраструктуры питания и поддерживает программы предиктивного обслуживания, которые полагаются на непрерывные данные сенсоров. Стремление к децентрализованным, автономным устройствам соответствует возможностям технологии, делая ее критически важной для инфраструктуры следующего поколения и развертываний Индустрии 4.0.
- Например, “Honeywell предлагает ряд промышленных решений для сенсоров, включая акселерометрические датчики вибрации, которые используются для предиктивного обслуживания и мониторинга состояния оборудования.
Растущее Применение в Медицинских и Носимых Умных Устройствах
Достижения в области носимой электроники, имплантируемых биомедицинских устройств и решений для мониторинга пациентов стимулируют значительный спрос на пьезоэлектрическое получение энергии. Устройства, такие как кардиостимуляторы, трекеры здоровья и ортопедические имплантаты, все чаще требуют долговечных, компактных источников питания, чтобы исключить хирургическую замену батарей и повысить комфорт пользователя. Пьезоэлектрические материалы могут генерировать энергию от человеческой активности, включая ходьбу, движение мышц или даже сердечно-сосудистую активность, обеспечивая непрерывное энергоснабжение с минимальным риском. Миниатюризация гибких пьезоэлектрических пленок ускоряет применение в кожных адгезивных пластырях и мягкой робототехнике, используемой для реабилитации, в то время как цифровизация здравоохранения продолжает увеличивать объем подключенных медицинских устройств. Поскольку нормативные рамки подчеркивают долговечность, безопасность и устойчивость в медицинской электронике, пьезоэлектрическое получение энергии становится стратегическим фактором для систем нового поколения, неинвазивных биомедицинских систем.
- Например, MicroGen Systems, теперь часть Wireless Sensor Solutions LLC, разработала пьезоэлектрический MEMS-генератор энергии, способный производить мощность в диапазоне от 25 до 500 мкВт (в зависимости от частоты и конфигурации) от низкочастотного движения человека/окружающей среды, обеспечивая автономность питания для носимых устройств мониторинга здоровья и других беспроводных сенсорных сетей.
Цели Устойчивого Развития и Усиление Глобального Внимания к Энергоэффективности
Цели экологической устойчивости и мандаты круговой экономики от правительств и предприятий стимулируют внедрение пьезоэлектрического получения энергии в промышленной и городской инфраструктуре. Организации стремятся сократить отходы батарей и потребление операционной энергии, особенно в системах удаленного мониторинга, установленных в трубопроводах, железных дорогах, мостах и телекоммуникационных объектах, доступ к которым остается сложным или дорогостоящим. Пьезоэлектрическое получение энергии поддерживает цели по сокращению углеродных выбросов, улавливая окружающую механическую энергию, которая в противном случае рассеивалась бы. Интеграция в умные города – от транспортных систем до датчиков структурного здоровья – соответствует графикам достижения нулевых выбросов и расширению цифровой инфраструктуры. По мере ужесточения глобальных нормативов по управлению опасными отходами и эффективности использования ресурсов, пьезоэлектрические системы предоставляют масштабируемый и экологически ориентированный подход к питанию автономных технологий.
Ключевые Тенденции и Возможности:
Достижения в Гибких и Печатных Пьезоэлектрических Материалах
Прорывы в области гибких керамико-полимерных композитов, печатных пьезоэлектрических поверхностей и наноинженерных материалов представляют значительные возможности для расширения рынка. Эти материалы позволяют интеграцию на изогнутых поверхностях, текстиле, подошвах обуви и имплантируемых биомедицинских устройствах, открывая новые коммерциализационные возможности за пределами промышленных применений. Прогресс в аддитивном производстве и рулонной печати позволяет экономичное производство легких преобразователей, делая массовое развертывание жизнеспособным в потребительских устройствах и розничной аналитике. Эта тенденция прокладывает путь для самопитающихся электронных кож, носимых устройств с питанием от движения и встроенных OEM-решений, способствуя глобальному принятию ненавязчивой, низкообслуживаемой электроники.
- Например, полностью гибкая пьезоэлектрическая сенсорная пленка компании Royole Corporation поддерживает радиусы изгиба менее 1 мм, сохраняя целостность сигнала для приложений захвата движения и интерфейсов человек-машина.
Интеграция с платформами предиктивного обслуживания на основе ИИ
Сочетание сбора энергии с помощью пьезоэлектрических систем и платформ предиктивного обслуживания на основе ИИ представляет собой ключевую стратегическую тенденцию. Питая вибрационные и акустические датчики, используемые для мониторинга состояния активов, пьезоэлектрические системы поддерживают аналитику в реальном времени, которая продлевает срок службы оборудования и сокращает время простоя. По мере того как тяжелая промышленность переходит от обслуживания по календарю к обслуживанию на основе состояния, время работы датчиков становится критически важным, создавая высокий спрос на автономные источники питания. Появление цифровых двойников, аналитики на периферии и облачной диагностики усиливает создание ценности и еще больше позиционирует сбор энергии с помощью пьезоэлектрических систем как основополагающую технологию для интеллектуальных промышленных операций.
- Например, платформа предиктивного обслуживания Senseye компании Siemens позволяет проводить диагностику машин на основе ИИ, способную сократить незапланированное время простоя до 50%, с поддержкой данных в реальном времени автономными датчиками, работающими на вибрационной энергии.
Ключевые вызовы:
Высокая стоимость материалов и сложность производства
Несмотря на значительные функциональные преимущества, рынок сталкивается с ограничениями по стоимости, вызванными сложностью производства высокоэффективных пьезоэлектрических материалов, таких как PZT-керамика и передовые композиты. Точное производство, высокие температуры спекания и специализированное оборудование для изготовления увеличивают производственные расходы, ограничивая ценовую конкурентоспособность по сравнению с традиционными литиевыми батареями для недорогих приложений. Компании, развертывающие крупномасштабные сети датчиков, могут столкнуться с более высокими капитальными затратами по сравнению с традиционными решениями для питания. Достижение паритета по стоимости требует масштабирования производства, улучшения выхода материалов и развития производственных экосистем в Азии и Европе, в то время как нормативные ограничения на керамику на основе свинца создают дополнительные проблемы с соблюдением требований.
Ограниченная мощность для приложений с высоким спросом
Хотя пьезоэлектрический сбор энергии эффективен для низкомощной электроники, в настоящее время он обеспечивает ограниченную мощность для устройств, требующих непрерывного или высоковольтного питания. Это ограничивает внедрение в энергоемкие приложения, такие как промышленная робототехника, автономные транспортные средства, системы безопасности и устройства связи с высокой пропускной способностью. Зависимость от окружающей среды, когда непостоянные или недостаточные источники вибрации снижают генерацию энергии, усложняет развертывание в статических или низкоактивных условиях. Интеграция накопления энергии остается необходимой для стабилизации выхода, но добавляет стоимость и сложность дизайна. Для открытия более крупных коммерческих возможностей отрасль должна улучшить эффективность преобразования, разработать гибридные модели сбора энергии и оптимизировать архитектуру систем для переменных условий эксплуатации.
Региональный анализ:
Северная Америка
Северная Америка составляет примерно 40 % мирового рынка сбора энергии с помощью пьезоэлектрических систем. Регион лидирует благодаря своей зрелой промышленной базе, мощной экосистеме исследований и разработок и высокому уровню внедрения умной инфраструктуры, Интернета вещей и беспроводных сетей датчиков в таких секторах, как аэрокосмическая промышленность, здравоохранение и промышленная автоматизация. Регуляторная поддержка энергоэффективных систем и мощные инновационные потоки способствуют быстрому коммерциализации передовых пьезоэлектрических решений. Присутствие крупных игроков рынка и инвестиции в технологии следующего поколения еще больше укрепляют доминирование Северной Америки на рынке.
Азиатско-Тихоокеанский регион
Азиатско-Тихоокеанский регион составляет примерно 35 % мирового рыночного доли и является самым быстрорастущим регионом. Быстрая индустриализация, рост производства потребительской электроники и расширение проектов умных городов и инфраструктуры стимулируют спрос на не требующие обслуживания, автономные сенсорные решения. Рост в таких странах, как Китай, Индия, Япония и Юго-Восточная Азия, с поддержкой правительства в принятии возобновляемой энергии, способствует внедрению в промышленной автоматизации, носимых устройствах и IoT-сетях. Это сочетание высокого спроса, благоприятной политики и широкомасштабного внедрения делает Азиатско-Тихоокеанский регион основным двигателем роста в мире.
Европа
Европа занимает около 25 % мирового рынка систем пьезоэлектрического сбора энергии. Доля региона основывается на строгих экологических нормах, акценте на энергоэффективные системы и широком внедрении автоматизации на основе сенсоров в производстве, коммунальных услугах, системах зданий и транспорте. Западноевропейские страны, движимые инициативами по устойчивому развитию и умной инфраструктуре, лидируют в принятии, в то время как постепенно другие части Европы вносят свой вклад по мере распространения промышленной модернизации. Инвестиции в зеленые технологии и инфраструктуру с поддержкой IoT способствуют стабильному спросу и росту рынка в регионе.
Латинская Америка
Латинская Америка составляет около 5 % мирового рынка пьезоэлектрических технологий. Регион находится на ранней стадии внедрения, но растущий интерес к энергоэффективным и низкообслуживаемым решениям для мониторинга инфраструктуры, сельского хозяйства и коммунальных услуг постепенно увеличивает спрос. По мере того как правительства и частные заинтересованные стороны все больше инвестируют в модернизацию и устойчивость энергетики, сбор энергии с помощью пьезоэлектрических технологий становится жизнеспособным вариантом для удаленных или распределенных установок, где традиционные источники энергии непрактичны. Рост рынка здесь остается скромным, но имеет многообещающий долгосрочный потенциал.
Ближний Восток и Африка
Регион Ближнего Востока и Африки составляет примерно 3 % мирового рыночного доли. Внедрение остается ограниченным, но появляются очаги роста в мониторинге инфраструктуры, управлении коммунальными услугами и удаленных установках, где автономные решения по питанию ценны. Растущий интерес к устойчивым и автономным энергетическим системам, особенно для удаленных или автономных установок, предоставляет нишевые возможности. Однако медленная экономическая диверсификация, низкое проникновение технологий и ограниченная осведомленность в больших частях региона ограничивают широкое внедрение в краткосрочной и среднесрочной перспективе.
Сегментация рынка:
По технологии
- Сбор энергии света
- Электромагнитный сбор энергии
По компонентам
- Преобразователи
- Вторичные батареи
По географии
- Северная Америка
- Европа
- Германия
- Франция
- Великобритания
- Италия
- Испания
- Остальная Европа
- Азиатско-Тихоокеанский регион
- Китай
- Япония
- Индия
- Южная Корея
- Юго-Восточная Азия
- Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона
- Латинская Америка
- Бразилия
- Аргентина
- Остальная часть Латинской Америки
- Ближний Восток и Африка
- Страны ССАГПЗ
- Южная Африка
- Остальная часть Ближнего Востока и Африки
Конкурентная среда:
Конкурентная среда на рынке систем сбора энергии пьезоэлектричества характеризуется сочетанием известных производителей электроники, новаторов в области материаловедения и специализированных поставщиков решений по сбору энергии, сосредоточенных на высокоэффективных и миниатюрных энергетических системах. Компании конкурируют на основе производительности материалов, эффективности выхода, способности интеграции устройств и настройки, специфичной для приложений, ориентированных на промышленный IoT, здравоохранение, автомобильную промышленность и потребительскую электронику. Стратегические приоритеты включают улучшение эффективности преобразования пьезоэлектрических материалов, расширение портфеля гибких и печатных устройств и масштабирование экономичного производства для поддержки массового внедрения. Партнерства с производителями датчиков, OEM и поставщиками инфраструктурных решений играют критическую роль в обеспечении долгосрочных контрактов и ускорении коммерциализации продукции. Кроме того, защита интеллектуальной собственности и достижения в области керамико-полимерных композитных технологий являются ключевым отличием, в то время как слияния и исследовательские сотрудничества укрепляют глобальное позиционирование на этом быстро развивающемся рынке.
Shape Your Report to Specific Countries or Regions & Enjoy 30% Off!
Анализ ключевых игроков:
- ABB Ltd.
- Bionic Power Inc.
- Cymbet Corporation
- Arveni
- Fujitsu Limited
- STMicroelectronics N.V.
- Convergence Wireless
- Honeywell International Inc.
- Powercast Corporation
- EnOcean GmbH
Последние разработки:
- В июле 2025 года Powercast объявила о новых устойчивых решениях для беспроводного питания, предназначенных для устранения одноразовых батарей в устройствах IoT, акцентируя внимание на работе без батарей для широкого спектра датчиков и сокращении электронных отходов в крупномасштабных развертываниях.
- В январе 2025 года Powercast представила на CES 2025 набор продуктов с беспроводным питанием, демонстрируя зарядку по воздуху с помощью RF и передачу энергии на основе магнитного резонанса, которые нацелены на одновременное питание десятков устройств без батарей и проводов.
- В марте 2024 года STMicroelectronics запустила «микроконтроллер для сбора энергии», нацеленный на устройства IoT с ультранизким энергопотреблением, сигнализируя о переходе к самопитающимся датчикам и системам.
Объем отчета:
Исследовательский отчет предлагает углубленный анализ на основе технологий, компонентов и географии. Он подробно описывает ведущих игроков рынка, предоставляя обзор их бизнеса, продуктовых предложений, инвестиций, источников дохода и ключевых приложений. Кроме того, в отчете содержатся сведения о конкурентной среде, SWOT-анализ, текущие рыночные тенденции, а также основные движущие силы и ограничения. Также обсуждаются различные факторы, способствовавшие расширению рынка в последние годы. В отчете изучаются рыночная динамика, регуляторные сценарии и технологические достижения, формирующие отрасль. Оценивается влияние внешних факторов и глобальных экономических изменений на рост рынка. Наконец, в нем даются стратегические рекомендации для новых участников и устоявшихся компаний по навигации в сложностях рынка.
Перспективы на будущее:
- Принятие будет расти по мере увеличения спроса на самопитающиеся IoT и беспроводные сенсорные сети.
- Гибкие и печатные пьезоэлектрические материалы позволят создавать новые носимые и биомедицинские приложения.
- Интеграция с ИИ и мониторингом цифровых двойников улучшит возможности предиктивного обслуживания.
- Миниатюризированные преобразователи поддержат рост компактной потребительской электроники и умных носимых устройств.
- Промышленная автоматизация и умные фабрики ускорят развертывание в средах с высоким уровнем вибрации.
- Инфраструктура умных городов будет использовать пьезоэлектрический сбор энергии для мониторинга трафика, коммунальных услуг и структур.
- Гибридные системы сбора энергии, сочетающие пьезоэлектрические с солнечными или тепловыми, расширят области применения.
- Медицинские имплантаты и устройства для мониторинга здоровья будут больше полагаться на системы, работающие от движения.
- Цели устойчивого развития и сокращение отходов батарей будут стимулировать регуляторное согласование и принятие.
- Технологические достижения снизят стоимость материалов и улучшат эффективность преобразования для более широкой коммерциализации.
