エネルギーハーベスティングとは？中学生にもわかる基礎と身近な活用例共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

岡田康介

名前：岡田康介（おかだこうすけ）ニックネーム：コウ、または「こうちゃん」年齢：28歳性別：男性職業：ブロガー（SEOやライフスタイル系を中心に活動）居住地：東京都（都心のワンルームマンション）出身地：千葉県船橋市身長：175cm 血液型：O型誕生日：1997年4月3日趣味：カフェ巡り、写真撮影、ランニング、読書（自己啓発やエッセイ）、映画鑑賞、ガジェット収集性格：ポジティブでフランク、人見知りはしないタイプ。好奇心旺盛で新しいものにすぐ飛びつく性格。計画性がある一方で、思いついたらすぐ行動するフットワークの軽さもある。 1日（平日）のタイムスケジュール 7:00 起床：軽くストレッチして朝のニュースをチェック。ブラックコーヒーで目を覚ます。 7:30 朝ラン：近所の公園を30分ほどランニング。頭をリセットして新しいアイデアを考える時間。 8:30 朝食＆SNSチェック：トーストやヨーグルトを食べながら、TwitterやInstagramでトレンドを確認。 9:30 ブログ執筆スタート：カフェに移動してノートPCで記事を書いたり、リサーチを進める。 12:30 昼食：お気に入りのカフェや定食屋でランチ。食事をしながら読書やネタ探し。 14:00 取材・撮影・リサーチ：街歩きをしながら写真を撮ったり、新しいお店を開拓してネタにする。 16:00 執筆＆編集作業：帰宅して集中モードで記事を仕上げ、SEOチェックやアイキャッチ作成も行う。 19:00 夕食：自炊か外食。たまに友人と飲みに行って情報交換。 21:00 ブログのアクセス解析・改善点チェック：Googleアナリティクスやサーチコンソールを見て数字を分析。 22:00 映画鑑賞や趣味の時間：Amazonプライムで映画やドラマを楽しむ。 24:00 就寝：明日のアイデアをメモしてから眠りにつく。

エネルギーハーベスティングとは

エネルギーハーベスティングとは、環境の中にある微小なエネルギーを集めて電気に変える技術のことです。日常生活では気づかないうちに小さな電力を作り出すことで、電池の寿命を延ばしたり、充電の頻度を減らしたりすることが目的です。

どうやってエネルギーを集めるのか

主にいくつかの「エネルギー源」から電力を取り出します。代表的なものは 太陽光、振動・機械的エネルギー、熱エネルギー、電磁波です。これらのエネルギーをデバイスが直接利用できる小さな電気へと変換します。

太陽光を使う

太陽光は日光がある時に最もよく使われます。小さな太陽電池パッチをセンサーに貼るだけで、外に出なくても少しの電力を得られます。

振動エネルギー・熱エネルギー

機械の振動や温度差を利用して電力を取り出します。圧電素子と呼ばれる材料が振動を電気に変換します。熱を使う場合は温度差を活用して微小電力を作ることが多いです。

電磁波エネルギー

周囲の電波や磁場の揺らぎから電力を得る方法です。出力は小さいことが多いですが、低消費電力のデバイスには有効です。

身近な活用例

現在はスマートセンサーやウェアラブル機器、IoTデバイスなどで活用が進んでいます。電池交換が難しい場所や、長時間の自動計測が必要な場所で特に役立ちます。

比較表

able>エネルギー源特徴用途の目安太陽光日光を直接利用日中の外部センサー振動機械運動を電気に変換工場や車両の計測熱温度差を活用熱機器の監視電磁波電波・磁場から微小電力小型デバイスble>

良い点と課題を覚えておくと良いでしょう。良い点は、電池交換の手間が減ることや、センサーを長く動かせることです。課題は、出力がとても小さいことや、天候や場所によって左右されやすいことです。

将来の展望

技術が進むと、ますます小さなデバイスで長く動くようになり、スマートホームや都市のセンサー網、環境モニタリングなど、さまざまな場面で活躍が期待されています。

エネルギーハーベスティングの同意語

エネルギー回収: 周囲のエネルギー（光・熱・振動・電磁波など）を取り出して、電力や信号として利用する技術・考え方の総称。
エネルギー抽出: 環境中のエネルギーを取り出して利用可能な形に変換すること。エネルギーハーベスティングとほぼ同義で使われる表現。
エネルギー採取: 周囲にあるエネルギーを収集して活用すること。研究文献などで使われることのある言い換え。
パワーハーベスティング: Power harvestingの日本語表記。太陽光・熱・振動・RFなどのエネルギーを小規模機器に供給する技術の総称。
パワー回収: 電力を回収して機器を動かすことを指す表現。ハーベスティングの別名として使われることがある。
環境エネルギー回収: 周囲の環境にあるエネルギーを回収して利用することを指す表現。
環境発電: 環境中のエネルギーを取り出して発電する技術。総称としてエネルギーハーベスティングと同義で使われることがある。
RFエネルギー回収: 無線周波数の電磁波を電力に変換して回収する技術。ハーベスティングの一分野を指す。
無線電力回収: ワイヤレスで伝わる電力を回収する技術の表現。
振動エネルギーハーベスティング: 機械的振動をエネルギー源として取り出す技術。マイクロ発電分野で頻繁に使われる語。
振動エネルギー回収: 振動エネルギーを電力に変換して回収すること。
熱エネルギーハーベスティング: 温度差を利用してエネルギーを回収する技術。主に熱電素子を使う方法を指す。
熱エネルギー回収: 熱エネルギーを回収して利用すること。
太陽光エネルギー回収: 日光を利用してエネルギーを回収すること。小型デバイスの給電に用いられる表現。
太陽光ハーベスティング: 太陽光を利用してエネルギーを回収する技術の表現（一般的には太陽光発電の一形態として扱われることが多い）

エネルギーハーベスティングの対義語・反対語

エネルギー消費: 周囲のエネルギーを回収せず、デバイスが外部の電力を消費して使用する状態。エネルギーハーベスティングが周囲のエネルギーを取り込むのに対して、消費は取り込みよりも使用を重視するイメージ。
エネルギー浪費: 必要以上にエネルギーを使い、資源を無駄にする状態。ハーベスティングの対極として、エネルギー回収の機会を活かさずに消費する意味合い。
外部電源依存: デバイスが外部の電源供給に依存しており、周囲のエネルギー回収を前提としない状態。
エネルギー放出: 蓄えられたエネルギーを回収せず、代わりに熱や光としてエネルギーを外部へ放出する状態（回収を行わない対極のイメージ）。
エネルギー散逸: エネルギーが熱・摩擦・抵抗などで失われ、回収が難しい状態。ハーベスティングで回収を目指すのに対して散逸は回収機会を減らす概念。
エネルギー不足: 周囲からのエネルギー回収が不十分で、デバイスの動作に必要なエネルギーを確保できない状態。
エネルギー供給なし: 外部からのエネルギー供給が全くなく、回収も行わない状況。
受動的エネルギー利用: エネルギーを積極的に回収・蓄積する試みをせず、環境から得られるエネルギーを受動的に使う概念。

エネルギーハーベスティングの共起語

太陽電池: 太陽光を直接電気に変換する半導体素子。結晶シリコンや薄膜材料などが用いられ、太陽光発電の基本部品です。
PVセル: Photovoltaic cellの略称。太陽光を電気に変換する基本素子で、PVモジュールを構成します。
太陽光発電: 太陽光をエネルギー源として電力を作り出す発電方式。日照量に左右され、設置場所が重要です。
光エネルギー: 光が持つエネルギー。太陽光などのエネルギー源として活用されます。
圧電エネルギーハーベスティング: 圧電材料が機械的振動を電気エネルギーに変換する方法。小型センサーで多用されます。
圧電素子: 圧電効果を利用して電荷を発生させる素子。振動発電で中心的な部品です。
振動エネルギーハーベスティング: 機械的な振動エネルギーを電力に変換する手法の総称。
振動発電: 振動を電力へ変換する技術。圧電発電や磁気発電などを含みます。
熱エネルギーハーベスティング: 温度差を利用して電力を取り出す技術。熱電発電が代表例です。
熱電発電: 熱電素子を用いて温度差から電圧を作り出す発電方式。
熱電素子: 温度差を電圧に変換する半導体素子。熱電発電の核となります。
RFエネルギーハーベスティング: 周囲の無線周波数の電波エネルギーを電力に変換する技術。
RF発電: ラジオ波などの無線電磁波を電力源として取り出す発電方法。
ワイヤレス給電: 無線で電力を送る技術。エネルギーハーベスティングと組み合わせて利用されます。
無線給電: 同様に無線での電力供給を指す表現。
蓄電池: 収集したエネルギーを後で使えるよう蓄える電池（リチウムイオン、NiMHなど）。
キャパシタ: 電荷を蓄える素子。短期的なエネルギー蓄積に用いられます。
電気二重層キャパシタ: 高容量の蓄電用キャパシタ。長寿命で電力の平滑化に適します。
PMIC: Power Management ICの略。電源の生成・変換・保護・管理を統括する集積回路。
省電力設計: デバイスの電力消費を抑える設計思想。エネルギーハーベスティングと相性が良いです。
低消費電力マイコン: Ultra-low-power MCUのこと。長時間稼働や自家電源に適しています。
変換効率: エネルギーを別の形式へ変換する際の効率。ハーベスターの性能を左右します。
エネルギー密度: 体積や重量あたりの蓄えられるエネルギー量。小型デバイスでは重要です。
エネルギー収集: 環境中のエネルギーを集めて利用可能にすること。エネルギーハーベスティングの目的です。
IoTデバイス: インターネットに接続して動く小型デバイス。省電力と自給電が重要です。
センサネットワーク/WSN: 複数のセンサーが無線で通信するネットワーク。エネルギー効率が鍵になります。
自給自足電源: 外部電力に依存せず自分で電力を賄うシステム。
日照量: 日中の光の強さを表す指標。太陽光発電の出力に直結します。
温度差: 熱エネルギーハーベスティングの駆動力となる差。熱電発電で重要な要因です。
長寿命センサ: 長期間安定して動作するセンサー。エネルギー自給環境に適しています。

エネルギーハーベスティングの関連用語

エネルギーハーベスティング: 周囲の環境にある微小なエネルギー源（光・熱・振動・磁場など）を電気に変換して取り出す技術。小型デバイスやセンサーの自給電源づくりに活用されます。
パワーハーベスティング: エネルギーハーベスティングの別称。環境エネルギーを電力に変換して取り出す総称です。
太陽光発電（ソーラーハーベスティング）: 太陽光を直接電力に変換する技術。太陽電池（PVセル）を用います。
熱エネルギーハーベスティング: 温度差を利用して電力を得る技術。主に熱電材料を使う熱電発電が中心です。
熱電発電: 熱エネルギーを電気に変換する方法。Seebeck効果などを利用します。
圧電発電（ピエゾ発電）: 圧電材料の機械的変形を電気に変換する方式。振動や圧力源を電力へ転換します。
振動発電: 機械的な振動を電力に変える技術。ピエゾ素子や磁気・電磁誘導を組み合わせて用いられます。
磁気エネルギーハーベスティング: 磁場の変化を利用して電力を生み出す方法。コイルと磁石の動作で電圧を取り出します。
環境エネルギー収穫: 自然界にあるエネルギー源（太陽・熱・振動・風など）を総称して取り出す考え方です。
風力エネルギーハーベスティング: 風の運動エネルギーを小型機器向けに発電する技術。風車や回生機構を用います。
水力エネルギーハーベスティング: 水の流れや波動の力を利用して電力を得る技術。小規模でも活用されます。
蓄電デバイス: ハーベストした電力を蓄えるためのデバイス。リチウム電池やキャパシタなどが使われます。
電力管理回路: ハーベスト電力を安定して負荷へ供給するための監視・制御回路。電圧・電流の最適化を行います。
整流・電圧変換・蓄電: ハーベスト出力を直流に整流・降圧・安定化して蓄電・負荷へ供給するための回路群です。
センサーネットワーク向けハーベスティング: 周囲のエネルギーで動作するIoTセンサー網や無線センサネットワークの自給電源設計の総称です。