무배터리 센서, 산업 현장 실시간 모니터링 핵심 기술로 부상

무배터리 센서 기술은 전원이 없이도 데이터를 수집하고 전송하는 기술로, 무선 주파수 기반 에너지 하베스팅 원리를 사용해 주변 에너지(전파, 진동, 온도 차이 등)를 전력으로 변환하여 동작한다. 이 기술은 배터리 교체나 충전이 필요 없으며, 배터리 폐기물 발생을 줄이고 장기적인 유지보수 비용을 감소시킨다.

무배터리 센서는 온도, 습도, 압력, 변형률, 열 손실 등 다양한 물리량을 측정하고 데이터를 실시간으로 전송해 공장 자동화, 스마트 홈, 의료, 자동차 분야에서 상태 모니터링과 데이터 분석을 가능하게 한다. 특히 센서의 소형화와 저전력 회로 설계 기술, 고감도 안테나 및 통신 기술 발전이 결합되어 복잡한 산업 환경에서도 안정적으로 데이터를 전송할 수 있는 것이 특징이다. 이러한 기술은 지속 가능한 산업 운영과 고효율 관리에 핵심적인 역할을 하고 있다.

무배터리 센서의 활용 분야는 점점 확대되고 있다. 자동차 산업에서는 차량의 구조 및 엔진 상태를 모니터링하고 주행 안전을 위한 실시간 데이터 제공에 사용된다. 의료 산업에서는 환자의 건강 상태를 지속적으로 모니터링하는 웨어러블 장비와 병원 내 환경 관리에 활용되고 있다. 물류 산업에서는 위치 추적과 환경 관리, 스마트 팩토리에서는 자동화 설비와 장비의 상태를 실시간으로 감시하는 데 사용되고 있으며, 스마트 홈, 에너지 관리, 환경 모니터링 등에도 폭넓게 적용되고 있다.

시장 조사기관  얼라이드 마켓 리서치(Allied Market Research)가 발표한 ‘글로벌 무배터리 센서 시장 보고서’에  따르면 이 시장은 2020년 2782만 달러에서 연평균 26% 성장률로 2030년 2억 7706만 달러로 확대될 것으로 예상된다.,

시장 성장 요인

시장 성장은 여러 요인에 의해 뒷받침되고 있다. 첫째, 전 세계적으로 스마트 시티 프로젝트가 활성화되고 있는 점이 큰 영향을 미치고 있다. 각국 정부는 도시 효율성과 에너지 절약을 위해 스마트 그리드, 지능형 교통, 자동화 건물 관리 등 다양한 스마트 인프라 프로젝트를 추진하고 있으며, 이 과정에서 배터리 없는 센서가 에너지 절감형 모니터링 장비로 핵심 역할을 하고 있다.

둘째, 산업용 설비의 운영 비용 절감을 위한 실시간 모니터링 요구가 확대되고 있다. 배터리 교체나 충전이 필요 없는 센서는 관리 비용을 크게 줄일 수 있기 때문에, 산업 설비, 제조 라인, 에너지 설비 등에서 도입이 확대되고 있다.

셋째, 자동차 분야의 전동화 및 고도화에 따라 차량 모니터링 시스템에 대한 수요가 증가하고 있다. 차량의 효율성을 높이고 안전성을 강화하기 위해 각종 부품의 상태 데이터를 실시간으로 수집하는 데 무배터리 센서가 적극 활용되고 있다.

넷째, 의료 분야에서의 사용 증가가 있다. 환자 모니터링, 건강관리, 웨어러블 기기 등에서 배터리 없는 센서를 적용해 지속적이고 안정적인 데이터를 제공함으로써 환자 치료 품질을 높이고 있다.

다섯째, 사물인터넷(IoT) 기반 기술의 확대와 자동화된 상태 센서 기술의 발전이 시장을 견인하고 있다. IoT 환경에서는 수많은 장치가 연결되어 데이터를 전송하는데, 배터리 없는 센서는 유지보수 부담이 적어 대규모 설치에 적합하다.

마지막으로, 환경 규제 강화와 탄소 배출 저감 노력 역시 중요한 성장 동력으로 작용한다. 배터리 사용을 줄임으로써 전자 폐기물 발생을 감소시키고 환경에 미치는 영향을 최소화할 수 있기 때문이다. 다만, 초기 도입 비용이 높고, 데이터 보안 문제는 여전히 시장 성장의 제약 요소로 남아 있다.

시장 현황

글로벌 무배터리 센서 시장은 주파수, 센서 유형, 최종 사용자, 지역별로 세분화된다. 주파수별로는 저주파, 고주파, 초고주파로 구분되며, 초고주파 센서가 높은 정밀도와 빠른 응답성을 제공해 가장 큰 수익성을 기록할 것으로 전망된다. 센서 유형별로는 온도 센서, 습도 센서, 압력 센서 등이 있으며, 이 중 온도 센서 부문이 예측 기간 동안 가장 높은 매출을 기록할 것으로 보인다.

산업별로는 자동차 산업이 시장의 주도권을 쥐고 있으며, 의료, 물류, IT 및 통신 분야로 확산되고 있다. 자동차 산업에서는 무배터리 센서가 차량 부품의 상태와 주행 데이터를 제공해 차량 성능 향상과 안전성 강화에 기여한다. 의료 분야에서는 환자 모니터링, 병원 관리에 활용되고, 물류 산업에서는 실시간 추적과 환경 데이터 관리에 기여하고 있다. IT와 통신 산업에서는 스마트 인프라 운영에 필요한 상태 데이터를 실시간으로 제공한다.

지역별로는 아시아 태평양 지역이 가장 높은 성장세를 기록할 것으로 예상되며, 2021년부터 2030년까지 27.4%의 연평균 성장률을 보일 전망이다. 중국, 일본, 한국은 스마트 시티, 제조업, 의료 분야의 기술 혁신을 기반으로 시장을 선도하고 있다.

북미 지역은 미국과 캐나다를 중심으로 지속 가능한 기술과 IoT, 의료, 자동차 산업의 발전에 힘입어 성장을 이어가고 있다. 유럽 지역은 환경 규제와 탄소 배출 저감 목표에 따라 스마트 빌딩과 재생에너지 분야에서 무배터리 센서 활용이 늘고 있으며, 독일, 영국, 프랑스가 주도하고 있다.  LAMEA 지역은 브라질과 멕시코를 중심으로 농업과 환경 모니터링에 도입되고 있으며, 중동은 UAE와 사우디아라비아가 스마트 시티 개발에 투자하고 있다.

글로벌 무배터리 시장의 주요 기업들로는 텍사스 인스트루먼츠(Texas Instruments), 온 세미컨덕터스(ON Semiconductors), 파센스(Farsens), 인덕토센스(Inductosense), 어드밴텍(Advantech), 파워캐스트(Powercast), 인피니언 테크놀로지스(Infineon Technologies), 악존(Axzon), 제너럴 일렉트릭(General Electric), 에노션(EnOcean) 등이다. 이 기업들은 제품 포트폴리오 확장, 인수합병, 협업, 기술 개발 등 다양한 전략을 통해 경쟁력을 강화하고 있다.

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