发布时间：2026-03-18 18:40:24 人气：
储能最正宗龙头股
行业主要上市企业：目前国内储能行业的上市公司主要有宁德时代(002074)、派能科技(688063)、国轩高科(002074)、比亚迪(002594)、亿纬锂能(300014)、星云股份(300648)、均胜电子(600699)、科列技术(832432)、国电南瑞(600406)、华自科技(300490)、金风科技(002202)、阳光电源(300274)、盛弘股份(300693)、科华恒盛(002335)、科士达(002518)、固德威(688390)、阳光电源(300274)、科陆电子(002121)、南都电源(300068)、德赛电池(000049)、赣锋锂业(002460)
1、阳光电源VS南都电源：储能业务布局历程
储能是指在能量富余的时候，利用特殊技术与装置把能量储存起来，并在能量不足时释放出来，从而调节能量供求在时间和强度上的不匹配问题。目前，中国储能行业的龙头企业分别是阳光电源(300274)、南都电源(300068)，两家企业在储能业务上的布局历程如下：
2、储能业务布局及运营现状：
——储能业务类型：阳光电源储能业务布局更广
阳光电源的储能业务布局涵盖了储能产业链的主要环节，包括储能集成系统、锂电池系统、储能变流器、直流变流器和能量管理系统。
南都电源则具备从储能产品及系统的研发生产、系统集成到运营服务的系统解决方案的能力。整体来看，阳光能源储能业务布局更广。
——储能业务规模：阳光电源新增装机规模更大
根据《储能产业研究白皮书2021》，2020年中国新增投运的电化学储能项目中，阳光电源功率规模排在首位，装机规模约为302MW;南都电源排在第七位，装机规模约为74MW。
——储能业务区域：阳光电源海外业务占比更大
从储能业务布局区域来看，南都能源和阳光电源在国内和国外均有布局。
作为国内最早涉足储能领域的企业之一，阳光电源储能系统广泛应用在中国、美国、英国、加拿大、德国、日本、澳大利亚、印度等众多国家。
南都电源储能业务已遍布全球近40个国家及地区，在全球储能装机规模超过1700MWh，遥遥领先于同行。
从收入区域结构来看，阳光电源海外收入占比更高，2020年达到了3423%，而南都能源海外业务占比仅有955%。
——储能业务资质对比：均达到国际化标准
南都电源储能产品已经通过80余项UL、IEC、GB认证，其中MW级集装箱式锂电储能系统申请并获得UL9540和UL9540A认证，标志着公司储能系统获得全球储能领先标准安全认证认可。
阳光电源储能产品先后通过UL、TÜV、CE、Enel-GUIDA、AS4777、CEC、CSA、VDE等多项国际权威认证与测试。公司还获得了由鉴衡认证颁发的电力储能用锂离子电池模组和簇级产品国标认证证书，成为国内第一家完成从电池单体、模组到电池簇三位一体认证的企业，同时公司储能系ST556KWH-250UD成功通过北美UL9540标准认证，这也是中国工商业储能系统首次通过该认证。
——储能产品产销量两公司产销量均快速增长
2020年阳光电源储能产品销量主要是光伏逆变器，2020年公司光伏逆变器业务量大幅增加，带动了光伏逆变器销量的增长。2020年公司光伏逆变器销量33516MW，同比增长10389%。
2020年南都电源对三大运营商及中国铁打5G通信锂电池和锂电储能项目增加，带动了公司锂离子电池销售量和生产量的增长。2020年南都电源锂离子电池销售量为5434893万安时，同比增长19234;生产量为6290741万安时，同比增长23425%。
3、储能业务业绩对比：阳光电源业绩领先
从储能业务的经营情况来看，2018-2020年阳光电源储能业务收入均领先于南都电源，但2018-2019年两公司储能业务收入差距不大。2020年阳光电源储能业务收入大增，拉开了与南都能源的差距。
从储能业务的毛利率来看，2018-2019年阳光电源储能业务毛利率高于南都电源，但2020年南都电源毛利率提升，超越了阳光电源。
4、前瞻观点：阳光电源为中国“储能集成之王”
在储能行业中，储能装机量决定了储能业务的盈利能力，而储能业务的业绩反应了公司的经营概况。基于前文的分析，前瞻认为，阳光电源在储能产品布局、储能装机量及储能业务收入方面占有优势，目前是我国储能集成商中的“龙头”。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国储能行业市场前瞻与投资预测分析报告》
储能行业前十大公司
电池行业排名前十的企业有：天能动力国际有限公司、超威动力控股有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、宁德新能源科技有限公司、比亚迪股份有限公司、欣旺达电子股份有限公司、深圳市德赛电池科技股份有限公司、理士国际技术有限公司、深圳市沃特玛电池有限公司、乐金化学（南京）信息电子材料有限公司。
1、天能动力国际有限公司
天能集团，中国动力电池生产商，成立于1986年，地处浙江长兴。主要从事铅酸、镍氢及锂离子等动力电池、电动车用电子电器及风能及太阳能储能电池的研发、制造和销售。
2、超威动力控股有限公司
公司创立于1998年，位于浙江省长兴县雉城镇新兴工业区。
3、宁德时代新能源科技股份有限公司
宁德时代新能源科技股份有限公司于2011年12月16日在福建省宁德市工商行政管理局登记成立。2018年6月11日，深交所公告，宁德时代新能源科技股份有限公司人民币普通股股票将在本所创业板上市。
4、宁德新能源科技有限公司
宁德新能源科技有限公司成立于2008年3月，是新能源（香港）科技有限公司（简称ATL）在中国大陆投资的第三家全资子公司。
5、比亚迪股份有限公司
比亚迪股份有限公司，创立于1995年，2002年7月31日在香港主板发行上市，公司总部位于中国广东深圳，是一家拥有IT，汽车及新能源三大产业群的高新技术民营企业。
6、欣旺达电子股份有限公司
旺达电子股份有限公司是以锂离子电池模组的研发、设计、生产及销售为主营业务的高新技术企业，是国内领先的锂离子电池模组解决方案及产品提供商，致力于为客户提供安全、轻便、持久的绿色能源产品。
7、深圳市德赛电池科技股份有限公司
深圳市德赛电池科技股份有限公司于1985年09月04日在深圳市市场监督管理局南山局登记成立。法定代表人刘其，公司经营范围包括无汞碱锰电池、一次锂电池、锌空气电池、镍氢电池等。
8、理士国际技术有限公司
理士国际技术有限公司始于1999年，是专门从事全系列蓄电池的研制、开发、制造和销售的国际化新型高科技企业，香港主板上市企业。经过多年成长，理士国际已成为中国领先的蓄电池制造商及最大的蓄电池出口商。
9、深圳市沃特玛电池有限公司
深圳市沃特玛电池有限公司成立于2002年，位于深圳市坪山新区，深圳市沃特玛电池有限公司是国内最早成功研发磷酸铁锂新能源汽车动力电池、汽车启动电源、储能系统解决方案并率先实现规模化生产和批量应用的磷酸铁锂电池企业之一。
10、乐金化学（南京）信息电子材料有限公司
乐金化学（南京）信息电子材料有限公司于2003年07月14日在南京市工商行政管理局登记成立。法定代表人李香穆，公司经营范围包括研究、开发、生产偏光板和偏光片卷材等新型平板显示器件等。
储能龙头股排名前十
宁德时代，亿纬锂能，上海电气，比亚迪，国轩高科，中航锂电，赣锋锂能，海基新能源，南都电源，力神。
第一名，宁德时代电池有限公，第二名，比亚迪电池有限公司，第三名，顾德维，第四名，派能科技有限公司，第五名，阳光能源有限公司，第六名，科士达公司，第七名亿纬锂电公司，第八名上能电气公司，第九名，国轩高科有限公司，第十名，科鲁电子。
公司的主要产品包含光伏逆变器、储能双向变流器，与华能集团清洁能源技术研究院达成了战略合作。
江苏常州储能上市公司名单
排名前十的军工股票龙头股分别是：
中航西飞A股的代码为000768，股票的发行方是中航西安飞机工业集团股份有限公司，该公司1997年6月26日在A股上市。目前的总市值为8926亿元。
中航机电A股的代码为002013，股票的发行方是中航工业机电系统股份有限公司。该公司2004年7月5日在A股上市。目前的总市值为6134亿元。
中航光电A股的代码为002179，股票的发行方是中航光电科技股份有限公司，该公司2007年11月1日在A股上市。目前的总市值为1022亿元。
中航科工A股的代码为02357，股票的发行方是中国航空科技工业股份有限公司，该公司2003年10月30日在A股上市。目前的总市值为39174亿元。
中航沈飞A股的代码为600760，股票的发行方是中航沈飞股份有限公司，该公司1996年6月4日在A股上市。目前的总市值为1482亿元。
航发动力A股的代码为600893，股票的发行方是中国航发动力股份有限公司，该公司1996年4月8日在A股上市。目前的总市值为1564亿元。
航发控制A股的代码为000783，股票的发行方是中国航发动力控制股份有限公司，该公司1997年6月20日在A股上市。目前的总市值为364亿元。
火炬电子A股的代码为603678，股票的发行方是福建火炬电子科技股份有限公司，该公司2007年12月20日在A股上市。目前的总市值为3417亿元。
光威复材A股的代码为300699，股票的发行方是威海光威复合材料股份有限公司，该公司1992年2月5日在A股上市。目前的总市值为3858亿元。
航天彩虹A股的代码为002389，股票的发行方是航天彩虹无人机股份有限公司，该公司2001年11月30日在A股上市。目前的总市值为2116亿元。
国内充电桩龙头上市公司排名
压缩空气储能的主要上市公司包括:
1比亚迪:公司以磷酸铁锂电池技术为核心的储能电站，与现有的抽水蓄能、压缩空气蓄能等储能技术相比，在成本和运行寿命方面具有明显优势。2020年，公司实现总收入1566亿元，同比增长2259%；实现毛利3035亿元，毛利率1938%；每股经营现金流166387元。
2组建研究所:单井循环浅层地热能技术、地下压缩空气蓄能技术、地下二氧化碳蓄能技术、地下抽水蓄能技术、煤矿能源综合管理技术、瓦斯抽采发电技术、智能充电桩应用技术等。2020年，公司实现总收入1886亿元，同比增长1945%；实现毛利778亿，毛利率4126%；每股经营现金流11907元。
3金通灵:全资子公司江苏金通灵氢机科技从事氢燃料电池压缩机和氢备用应急电源的研发，并与如皋经济技术开发区签订了《氢能产业投资项目合作框架协议》，投资研发制造燃料电池空气压缩机和氢备用电源、智慧能源岛、加氢站、生物质制氢基地、压缩空气站等项目；1999年，我们与瑞士CELEROTONAG公司签约，双方决定合作开发氢燃料电池压缩机(包括压缩机、电机和变频控制器)。2020年，公司实现总收入1436亿，同比增长-2363%；实现毛利3382亿，毛利率2355%；每股经营现金流-00374元。
扩展信息:
1压缩空气，即受外力压缩的空气。空气是可压缩的，通过空气压缩机的机械功使体积减小、压力增加的空气称为压缩空气。压缩空气是一种重要的动力源。与其他能源相比，它具有以下明显的特点:清澈透明，运输方便，无特殊有害性能，无火灾危险，不怕超载，可在多种不利环境下工作。空气在地面上无处不在，取之不尽。
2空气占有一定的空间，但没有固定的形状和体积。当压力作用于封闭容器中的空气时，空气的体积被压缩，内部压力增加。当外力撤除后，空气会在内部压力的作用下恢复到原来的体积。如果容器内有可移动的物体，当空气回到原来的体积时，物体会被容器内空气的压力推出。这个原理在生产生活中被广泛应用。比如向球内注入压缩空气，空气越多，球越硬；轮胎内注入压缩空气，轮胎可以承受一定的重量。在大型车上，用压缩空气开关车门和刹车；水压机使用压缩空气给水加压。在工厂里，压缩空气被用来启动空气锤打铁。在煤矿里，它可以启动风镐打眼。它也用于液体和颗粒状物体的管道输送。
1、广安爱众（600979）：充电桩龙头股。10月15日收盘短讯，广安爱众股价15时收盘跌216%，报价317元，市值达到3906亿。2017年12月18日消息，公司全资子公司爱众新能源公司拟出资980万元(现金)与深圳能源集团股份有限公司指定的下属子公司(待定)、深广合作公司联合设立深能爱众公司，注册资本2800万元，爱众新能源公司占比35%。深能爱众公司经营范围为分布式能源站、地源热泵、水源热泵、空气源热泵、充电桩、储能、微电网、城市废水、工业废水零排放项目的开发、建设及运营；售电业务。 2、特锐德（300001）：充电桩龙头股。10月15日消息，特锐德开盘报价2623元，收盘于2626元，跌091%。今年来涨幅下跌-1908%，市盈率15447。 青岛特锐德电气股份有限公司，股票代码，300001；子公司100+家、资产128亿、全球10大研发中心、专利专有技术1000+项、1000+技术研发人员；主要从事电力装备制造、汽车充电生态网、新能源微网三大领域。 ： 充电桩概念股其他的还有： 东方电子（000682）：公司绿色能源系统解决方案可提供光伏、风电、储能、充电桩、光储充一体化充电站等设施的规划、投资、建设、运营一站式服务。 山东威达（002026）：2019年年报披露，公司有面向新能源汽车行业提供电动汽车快速自动换电站、超级充电桩（直流）等系列产品。 国轩高科（002074）：子公司东源电器主要产品为高压电器、高低压开关成套设备、电器数字化设备、配网智能化设备、系列化互感器、变压器、断路器、一体化充电桩、车载充电机及储能机柜等。 ST雪莱（002076）：3亿元收购卓誉自动化100%股权,该公司主营新能源汽车动力锂电池生产设备,客户包括宁德时代、中航锂电等；子公司富顺光电新增充电桩相关业务,已具备充电桩研发、生产和销售能力。
罗经陀螺罗经
罗经陀螺，又名电罗经，是一种利用陀螺仪的定轴性和进动性原理，结合地球自转和重力矢量，通过精密控制与阻尼设备构建的导航仪器，为用户提供真北基准。1852年，法国学者L.傅科提出陀螺仪作为指向仪器的概念，此后德国的安许茨、美国的E.A.斯佩里和英国的S.G.布朗分别在1908年、1911年和1916年制造出不同型号的陀螺罗经，如布朗罗经和阿马-布朗罗经，各自发展出系列产品。
罗经通常由主罗经和附属仪器组成，附属设备如电源变换器、控制箱和分罗经等，确保了主罗经的正常工作。现代陀螺罗经追求小型化、轻量化，寿命长、易于维护和操作，适用于各类船舶。例如，新型陀螺罗经采用逆变器、固态元件和无接触式发送器等技术提升性能，其灵敏部分常制成密封球形并用特制液体支撑，以提高精度和可靠性。
陀螺罗经根据作用力矩的方式分为机械摆式和电磁控制式。机械摆式包括弹性支承的水银器罗经和下重式罗经，前者如斯佩里型，后者如安许茨型。电磁控制式则通过电磁摆和力矩器实现精确控制，如阿马-布朗型和中国造的CLP-1型。这些罗经中常见的陀螺装置有滚珠陀螺、液浮陀螺和挠性陀螺，后者以结构简单、体积小等优点在船舶上广泛应用。
陀螺罗经存在纬度误差、速度误差等，可通过查表法、力矩补偿等手段修正。冲击误差在机动航行时可通过特定方法消除，而摇摆误差由于有专门的消减装置，一般无需特别考虑。基线误差可通过调整罗经底座校正，平静海面上航行时修正后的误差应小于1°。
扩展资料
罗经是提供方向基准的仪器。船舶用以确定航向和观测物标方位。罗经有磁罗经和陀螺罗经两种，一般海船都同时装备有磁罗经和陀螺罗经。前者简单可靠，后者使用方便、准确。
关于国内外风能技术的研究开发现状
国内外风力发电技术现状与发展
来源：内蒙古农业大学新能源技术研究所 作者：田德 发布时间：2007.09.11
风能是一种可再生的清洁能源。近30年来，国际上在风能的利用方面，无论是理论研究还是应用研究都取得了重大进步。风力发电技术日臻完善，并网型风力发电机单机额定功率最大已经到5MW，叶轮直径达到126m。截止2005年世界装机容量已达58,982MW，风力发电量占全球电量的1%。中国成为亚洲风电产业发展的主要推动者之一，其总装机容量居世界第8位，2005年新增装机容量居世界第6位。今后，国内外风力发电技术和产业的发展速度将明显加快。
1 引 言
风是最常见的自然现象之一，是太阳对地球表面不均衡加热而引起的“空气流动”，流动空气具有的动能称之为风能。因此，风能是一种广义的太阳能。据世界气象组织（WMO）和中国气象局气象科学研究院分析，地球上可利用的风能资源为200亿kW，是地球上可利用水能的20倍。中国陆地10m高度层可利用的风能为2.53亿kW，海上可利用的风能是陆地上的3倍，50m高度层可利用的风能是10m高度层的2倍，风能资源非常丰富。
风能是一种技术比较成熟、很有开发利用前景的可再生能源之一[1]。风能的利用方式不仅有风力发电、风力提水，而且还有风力致热、风帆助航等。因此，开发利用风能对世界各国科技工作者具有极强的魅力，从而唤起了世界众多的科学家致力于风能利用方面的研究。在本文中，将对国内外风力发电技术的现状和发展趋势进行论述。
2 风力发电基本知识
2.1 风能的计算公式
空气运动具有动能。风能是指风所具有的动能。如果风力发电机叶轮的断面积为A，则当风速为V的风流经叶轮时，单位时间风传递给叶轮的风能为
（1）
其中：单位时间质量流量m=ρAV
（2）
在实际中， （3）
式中：
PW—每秒空气流过风力发电机叶轮断面面积的风能，即风能功率，W；
Cp—叶轮的风能利用系数；
hm—齿轮箱和传动系统的机械效率，一般为0.80—0.95，直驱式风力发电机为1.0；
he—发电机效率，一般为0.70—0.98；
r—空气密度，kg/m3；
A—风力发电机叶轮旋转一周所扫过的面积，m2；
V—风速，m/s。
2.2 贝茨（Betz）理论
第一个关于风轮的完整理论是由德国哥廷根研究所的A·贝茨于1926年建立的。
贝茨假定风轮是理想的，也就是说没有轮毂，而叶片数是无穷多，并且对通过风轮的气流没有阻力。因此这是一个纯粹的能量转换器。此外还进一步假设气流在整个风轮扫掠面上的气流是均匀的，气流速度的方向无论在风轮前后还是通过时都是沿着风轮轴线的。
通过分析一个放置在移动空气中的“理想”风轮得出风轮所能产生的最大功率为
（4）
式中：Pmax—风轮所能产生的最大功率；
—空气密度，kg/m3；
A—风力发电机叶轮旋转一周所扫过的面积，m2；
V—风速，m/s。
这个表达式称为贝茨公式。其假定条件是风速与风轮轴方向一致并在整个风轮扫掠面上是均匀的[2]。
将(4)式除以气流通过扫掠面A时风所具有的动能，可推得风力机的理论最大效率
（5）
(5)式即为有名的贝兹（Betz）理论的极限值。它说明，风力机从自然风中所能索取的能量是有限的，其功率损失部分可以解释为留在尾流中的旋转动能。
能量的转换将导致功率的下降，它随所采用的风力机和发电机的型式而异，因此，风力机的实际风能利用系数Cp<0.593[3]。
2.3 温度、大气压力和空气密度
通过温度计和气压计测试出实验地点的环境温度和大气压，由下式计算出空气密度。
（6）
式中：ρ—空气密度，kg/m3；
h—当地大气压力，Pa；
t—温度，℃。
从空气密度公式可以看出，空气密度的大小与大气压力、温度有关。
2.4 风力机的主要组成
1) 小型风力发电机
小型水平轴风力机主要组成部分有：风轮、发电机、塔架、调向机构、蓄能系统、逆变器等。
（1）风轮
风轮是风力机从风中吸收能量的部件，其作用是把空气流动的动能转变为风轮旋转的机械能。水平轴风力发电机的风轮是由1~3个叶片组成的。叶片的结构形式多样，材料因风力机型号和功率大小而定，如木心外蒙玻璃钢叶片、玻璃纤维增强塑料树脂叶片等。
（2）发电机
在风力发电机中，已采用的发电机有3种，即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。小型风力发电机多采用同步或异步交流发电机，发出的交流电通过整流装置转换成直流电。
（3）塔架
塔架用于支撑 发电机和调向机构等。因风速随离地面的高度增加而增加，塔架越高，风轮单位面积捕捉的风能越多，但造价、安装费等也随之加大。
（4）调向机构
垂直轴风力机可接受任何方向吹来的风，因此不需要调向机构。对于水平轴风力机，为了得到最高的风能利用效率，应用风轮的旋转面经常对准风向，需要对风装置。常用的调向机构主要有尾舵、舵轮、电动对风装置。
（5）限速机构
当风速高于风力机的设计风速时，为了防止叶片损坏，需要对风轮转速进行控制。
（6）贮能装置
贮能装置对独立运行的小型风力机是十分重要的。其贮能方式有热能贮能、化学能贮存。
（7）逆变器
用于将直流电转换为交流电，以满足交流电气设备用电的要求。
2) 大型风力发电机
大型风力发电机组由两大部分组成：气动机械部分和电气部分。气动机械部分包括风轮、低速轴、增速齿轮箱、高速轴，其功能是驱动发电机转子，将风能转换为机械能。电气部分包括异步发电机、电力电子变频器、变压器和电网，其功能是将机械能转换为频率恒定的电能。近年来，又研制成功了直驱式变速恒频风力发电机组（无增速齿轮箱）。
3 风力机与风力发电技术
3.1 风力机与风力发电技术的发展史
风能，是人类最早使用的能源之一。远在公元前2000年，埃及、波斯等国已出现帆船和风磨，中世纪荷兰与美国已有用于排灌的水平轴风车。我国是世界上最早利用风能的国家之一，早在距今1800年前，我国就有风力提水的记载。1890年丹麦的P·拉库尔研制成功了风力发电机，1908年丹麦已建成几百个小型风力发电站。自二十世纪初至二十世纪六十年代末，一些国家对风能资源的开发，尚处于小规模的利用阶段[4]。
随着大型水电、火电机组的采用和电力系统的发展，1970年以前研制的中、大型风力发电机组因造价高和可靠性差而逐渐被淘汰，到二十世纪六十年代末相继都停止了运转。这一阶段的试验研究表明，这些中、大型机组一般在技术上还是可行的，它为二十世纪七十年代后期的大发展奠定了基础。
1980年以来，国际上风力发电机技术日益走向商业化。主要机组容量有300kW、600kW、750kW、850kW、1MW、2MW。1991年丹麦在Vindeby建成了世界上第一个海上风电场，由11台丹麦Bonus 450kW单机组成，总装机4.95MW。随后荷兰、瑞典、英国相继建成了自己的海上风电场。
目前，已经备离岸风力发电设备商业生产能力的厂家，主要有丹麦的Vestas（包括被其整合的NEG-Micon），美国的GE风能，德国的Nordex、Repower、Pfleiderer/Prokon、Bonus和德国著名的Enercon公司。单机额定功率覆盖范围从2MW、2.3MW、3.6MW、4.2MW、4.5MW到5MW。叶轮直径从80m、82.4m、100m、110m、114m、116m到126m。
3.2 风力机的种类
风力发电机是把风能转换为电能的装置，鉴于风力发电机种类繁多，因此分类法也是多种。按叶片数量分，单叶片，双叶片，三叶片，四叶片和多叶片；按主轴与地面的相对位置分，水平轴、垂直轴(立轴)式；按桨叶工作原理分，升力型、阻力型。目前风力发电机三叶片水平轴类型居多。
水平轴风力机，风轮的旋转轴与风向平行，如图1所示；垂直轴风力机，风轮的旋转轴垂直于地面或气流方向，如图2所示。
4 国内外风力发电的现状
4.1 世界风力发电的现状
目前，中、大型风力发电机组已在世界上40多个国家陆地和近海并网运行，风电增长率比其它电源增长率高的趋势仍然继续。如表1所示，截止2005年12月31日世界装机容量已达58,982MW，年装机容量为11,310MW，增长率为24%；风力发电量占全球电量的1%，部分国家及地区已达20%甚至更多。2005年世界风电累计装机容量最多的十个国家见表2，前十名合计51750.9MW，约占世界总装机容量的87.7%。
2005年国际风电市场份额的分布多样化进程呈持续发展趋势：有11个国家的装机容量已高于1,000MW，其中7个欧洲国家（德国、西班牙、意大利、丹麦、英国、荷兰、葡萄牙），3个亚洲国家（印度、中国、日本），还有美国。亚洲正成为发展全球风电的新生力量，其增长率为48%[5]。
2002年欧洲风能协会（EWEA）与绿色和平组织（Greenpeace International）发表了一份标题为“风力 12（Wind Force 12）”的报告，勾画了风电在2020年达到世界电量12%的蓝图。报告声明这份文件不是预测，而是从世界风能资源、世界电力需求的增长和电网容量、风电市场发展趋势和潜在的增长率、与核电和大水电等其他电源技术发展历程的比较以及减排CO2等温室气体的要求，论证了风电达到世界电量12%的可能性。报告还指出中国2020年风电装机有可能达到1.7亿千瓦[6]、[7]。
4.2 国内风力发电的现状
根据国家气象科学院的估算[8]，我国陆地地面10米高度层风能的理论可开发量为32亿kW，实际可开发量为2.53亿kW。海上风能可开发量是陆地风能储量的3倍。
内蒙古 实际可开发量 0.618亿kW
西藏 实际可开发量 0.408亿kW
新疆 实际可开发量 0.343亿kW
青海 实际可开发量 0.242亿kW
黑龙江 实际可开发量 0.172亿kW
2005年中国除台湾省外新增风电机组592台，装机容量50.3万kW。与2004年当年新增装机19.8万kW相比，2005年当年新增装机增长率为254%。
截至2005年底，中国除台湾省外累计风电机组1864台，装机容量126.6万kW，风电场62个。分布在15个省（市、自治区、特别行政区），它们按装机容量排序如表3所示。与2004年累计装机76.4万kW相比，2005年累计装机增长率为65.6%。2005年风电上网电量约15.3亿kW.h[9]。
中国“十一五”国家科技支撑计划重大项目“大功率风电机组研制与示范”支持1.5~2.5MW、2.5MW以上双馈式变速恒频风电机组的研制；1.5~2.5MW、2.5MW以上直驱式变速恒频风电机组的研制；1.5MW以上风电机组叶片、齿轮箱、双馈式发电机、直驱式永磁发电机的研制及产业化；1.5MW以上双馈式风电机组控制系统及变流器、直驱式风电机组控制系统及变流器的研制及产业化；近海风电场建设关键技术的研究；近海风电机组安装及维护专用设备的研制；大型风电机组相关标准制定及风电技术发展分析等16个课题的研究[10]。“十一五”末，我国风电技术的自主研发能力将接近世界前沿水平。
4.3小型风力发电机
4.3.1小型风力发电机行业现状
作为农村可再生能源主要支柱之一的小型风力发电行业在2005年度得到长足的发展，从事小型风电产业的开发、研制、生产单位达到70家。据23个生产企业报表统计，2005年共生产30kW以下独立运行的小型风力发电机组共33,253台，比上年增长34.4%，其中200W、300W、500W机组共生产24,123台，占全年总产量的72.5%；15个单位共出口小型风力发电机组5,884台，比上年增长40.7%，创汇282.7万美元，主要出口到菲律宾、越南等24个国家和地区。并且，由于汽油、柴油、煤油价格飞涨，且供应渠道不畅通，内陆、江湖、渔船、边防哨所、部队、气象站和微波站等使用柴油发电机的用户逐步改用风力发电机或风光互补发电系统。
4.3.2小型风力发电机行业发展趋势
1) 由于广大农牧民生活水平提高、用电量不断增加，因此小型风力发电机组单机功率在继续提高，50W机组不再生产，100W、150W机组产量逐年下降，而200W、300W、500W和1kW机组逐年增加，占总年产量的80%。
2) 由于广大农民迫切希望不间断用电，因此“风光互补发电系统”的推广应用明显加快，并向多台组合式发展，成为今后一段时间的发展方向。
3) 随着国家《可再生能源法》及《可再生能源产业指导目录》的制定，相继还会有多种配套措施及税收优惠扶植政策出台，必将提高生产企业的生产积极性，促进产业发展。
4) 目前我国尚有2.8万个村、700万户、2,800万人口没有用上电，且分散居住在边远山区、农牧区、常规电网很难达到，有关专家分析700万无电用户中、300万户可用微水电解决用电，而400万户可以用小型风力发电或风光互补发电，满足农牧民用电需要[11]。
4.3.3浓缩风能型风力发电机
浓缩风能型风力发电机由内蒙古农业大学新能源技术研究所研制，已获得中国实用新型专利（专利号：ZL94244155.9）。该型风电机组将稀薄的风能经浓缩风能装置加速、整流和均匀化后驱动叶轮旋转发电，从而提高了风能的能流密度，降低了自然风的湍流度，改善了风能的不稳定等弱点，提高了风能品位，降低了风电度电成本。该风力发电机具有的切入风速低、发电量大、噪音低、安全性高、寿命长、度电成本低等特点。
浓缩风能型风力发电机可独立运行、风光互补运行、多机联网运行和并入低压电网运行。现已研制开发的系列产品有200W、300W、600W、1kW、2kW等机组。浓缩风能型风力发电机经过中试后，可以向中、大型机组发展。这种新型风电技术在中国和世界的应用，将有效地提高风电系统的供电水平和质量，有效地利用低品位的风能，提高风电商品竞争力，具有重要的经济益和生态环保效益[12]。
5 结 论
在今后的20年内，国际上风力发电产业将是增长速度最快的产业，风力发电技术也将进入快速发展的黄金时期；在中国，并网型风力发电机组装机容量增长速度将明显加快，令世界瞩目，离网型风力发电机组发展的地域广、潜力大，装机总容量最终将超过并网型风力发电机组。
太阳能的利用
利用太阳能的历史
据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近来的事。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门•德•考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。在1615年～1900年之间，世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置。这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光，发动机功率不大，工质主要是水蒸汽，价格昂贵，实用价值不大，大部分为太阳能爱好者个人研究制造。20世纪的100年间，太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段。
第一阶段(1900~1920年)
在这一阶段，世界上太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置，但采用的聚光方式多样化，且开始采用平板集热器和低沸点工质，装置逐渐扩大，最大输出功率达73.64kW，实用目的比较明确，造价仍然很高。建造的典型装置有：1901年，在美国加州建成一台太阳能抽水装置，采用截头圆锥聚光器，功率：7.36kW；1902 ~1908年，在美国建造了五套双循环太阳能发动机，采用平板集热器和低沸点工质；1913年，在埃及开罗以南建成一台由5个抛物槽镜组成的太阳能水泵，每个长62.5m，宽4m，总采光面积达1250m2。
第二阶段（1920~1945年）
在这20多年中，太阳能研究工作处于低潮，参加研究工作的人数和研究项目大为减少，其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生第二次世界大战（1935~1945年）有关，而太阳能又不能解决当时对能源的急需，因此使太阳能研究工作逐渐受到冷落。 第三阶段（1945~1965年）
在第二次世界大战结束后的20年中，一些有远见的人士已经注意到石油和天然气资源正在迅速减少， 呼吁人们重视这一问题，从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展，并且成立太阳能学术组织，举办学术交流和展览会，再次兴起太阳能研究热潮。 在这一阶段，太阳能研究工作取得一些重大进展，比较突出的有：1945年，美国贝尔实验室研制成实用型硅太阳电池，为光伏发电大规模应用奠定了基础；1955年，以色列泰伯等在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性涂层的基础理论，并研制成实用的黑镍等选择性涂层，为高效集热器的发展创造了条件。此外，在这一阶段里还有其它一些重要成果，比较突出的有： 1952年，法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为50kW的太阳炉。1960年，在美国佛罗里达建成世界上第一套用平板集热器供热的氨——水吸收式空调系统，制冷能力为5冷吨。1961年，一台带有石英窗的斯特林发动机问世。在这一阶段里，加强了太阳能基础理论和基础材料的研究，取得了如太阳选择性涂层和硅太阳电池等技术上的重大突破。平板集热器有了很大的发展，技术上逐渐成熟。太阳能吸收式空调的研究取得进展，建成一批实验性太阳房。对难度较大的斯特林发动机和塔式太阳能热发电技术进行了初步研究。
第四阶段(1965~1973年）
这一阶段，太阳能的研究工作停滞不前，主要原因是太阳能利用技术处于成长阶段，尚不成熟，并且投资大，效果不理想，难以与常规能源竞争，因而得不到公众、企业和政府的重视和支持。
第五阶段（1973~1980年）
自从石油在世界能源结构中担当主角之后，石油就成了左右经济和决定一个国家生死存亡、发展和衰退的关键因素，1973年10月爆发中东战争，石油输出国组织采取石油减产、提价等办法，支持中东人民的斗争，维护本国的利益。其结果是使那些依靠从中东地区大量进口廉价石油的国家，在经济上遭到沉重打击。 于是，西方一些人惊呼：世界发生了“能源危机”（有的称“石油危机”）。这次“危机”在客观上使人们认识到：现有的能源结构必须彻底改变，应加速向未来能源结构过渡。从而使许多国家，尤其是工业发达国家，重新加强了对太阳能及其它可再生能源技术发展的支持，在世界上再次兴起了开发利用太阳能热潮。1973年，美国制定了政府级阳光发电计划，太阳能研究经费大幅度增长，并且成立太阳能开发银行，促进太阳能产品的商业化。日本在1974年公布了政府制定的“阳光计划”，其中太阳能的研究开发项目有：太阳房 、工业太阳能系统、太阳热发电、太阳电池生产系统、分散型和大型光伏发电系统等。为实施这一计划，日本政府投入了大量人力、物力和财力。70年代初世界上出现的开发利用太阳能热潮，对我国也产生了巨大影响。一些有远见的科技人员，纷纷投身太阳能事业，积极向政府有关部门提建议，出书办刊，介绍国际上太阳能利用动态；在农村推广应用太阳灶 ，在城市研制开发太阳能热水器，空间用的太阳电池开始在地面应用……。 1975年，在河南安阳召开“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会”，进一步推动了我国太阳能事业的发展。这次会议之后，太阳能研究和推广工作纳入了我国政府计划，获得了专项经费和物资支持。一些大学和科研院所，纷纷设立太阳能课题组和研究室，有的地方开始筹建太阳能研究所。当时，我国也兴起了开发利用太阳能的热潮。 这一时期，太阳能开发利用工作处于前所未有的大发展时期，具有以下特点：
各国加强了太阳能研究工作的计划性，不少国家制定了近期和远期阳光计划。开发利用太阳能成为政府行为，支持力度大大加强。国际间的合作十分活跃，一些第三世界国家开始积极参与太阳能开发利用工作。
研究领域不断扩大，研究工作日益深入，取得一批较大成果，如CPC、真空集热管、非晶硅太阳电池、 光解水制氢、太阳能热发电等。
各国制定的太阳能发展计划，普遍存在要求过高、过急问题，对实施过程中的困难估计不足，希望在较短的时间内取代矿物能源，实现大规模利用太阳能。例如，美国曾计划在1985年建造一座小型太阳能示范卫星电站，1995年建成一座500万kW空间太阳能电站。事实上，这一计划后来进行了调整，至今空间太阳能电站还未升空。 太阳热水器、太阳电池等产品开始实现商业化，太阳能产业初步建立，但规模较小，经济效益尚不理想。
第六阶段（1980~1992年）
70年代兴起的开发利用太阳能热潮，进入80年代后不久开始落潮，逐渐进入低谷。世界上许多国家相继大幅度削减太阳能研究经费，其中美国最为突出。导致这种现象的主要原因是：世界石油价格大幅度回落，而太阳能产品价格居高不下，缺乏竞争力；太阳能技术没有重大突破，提高效率和降低成本的目标没有实现，以致动摇了一些人开发利用太阳能的信心；核电发展较快，对太阳能的发展起到了一定的抑制作用。 受80年代国际上太阳能低落的影响，我国太阳能研究工作也受到一定程度的削弱，有人甚至提出：太阳能利用投资大、效果差、贮能难、占地广，认为太阳能是未来能源，主张外国研究成功后我国引进技术。虽然，持这种观点的人是少数，但十分有害，对我国太阳能事业的发展造成不良影响。这一阶段，虽然太阳能开发研究经费大幅度削减，但研究工作并未中断，有的项目还进展较大，而且促使 人们认真地去审视以往的计划和制定的目标，调整研究工作重点，争取以较少的投入取得较大的成果。
第七阶段（1992年~至今）
由于大量燃烧矿物能源，造成了全球性的环境污染和生态破坏，对人类的生存和发展构成威胁。在这样背景下，1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”，会议通过了《里约热内卢环境与发展宣言》， 《21世纪议程》和《联合国气候变化框架公约》等一系列重要文件，把环境与发展纳入统一的框架，确立了 可持续发展的模式。这次会议之后，世界各国加强了清洁能源技术的开发，将利用太阳能与环境保护结合在 一起，使太阳能利用工作走出低谷，逐渐得到加强。世界环发大会之后，我国政府对环境与发展十分重视，提出10条对策和措施，明确要“因地制宜地开发和推广太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等清洁能源”，制定了《中国21世纪议程》，进一步明确 了太阳能重点发展项目。1995年国家计委、国家科委和国家经贸委制定了《新能源和可再生能源发展纲要》 （1996 ~ 2010年），明确提出我国在1996-2010年新能源和可再生能源的发展目标、任务以及相应的对策和措施 。这些文件的制定和实施，对进一步推动我国太阳能事业发挥了重要作用。 1996年，联合国在津巴布韦召开“世界太阳能高峰会议”，会后发表了《哈拉雷太阳能与持续发展宣言 》，会上讨论了《世界太阳能10年行动计划》（1996 ~ 2005年），《国际太阳能公约》，《世界太阳能战略规划》等重要文件。这次会议进一步表明了联合国和世界各国对开发太阳能的坚定决心，要求全球共同行动 ，广泛利用太阳能。1992年以后，世界太阳能利用又进入一个发展期，其特点是：太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合，全球共同行动，为实现世界太阳能发展战略而努力；太阳能发展目标明确，重点突出，措施得力，有利于克服以往忽冷忽热、过热过急的弊端，保证太阳能事业的长期发展；在加大太阳能研究开发力度的同时，注意科技成果转化为生产力，发展太阳能产业，加速商业化进程，扩大太阳能利用领域和规模，经济效益逐渐提高；国际太阳能领域的合作空前活跃，规模扩大，效果明显。通过以上回顾可知，在本世纪100年间太阳能发展道路并不平坦，一般每次高潮期后都会出现低潮期，处于低潮的时间大约有45年。太阳能利用的发展历程与煤、石油、核能完全不同，人们对其认识差别大，反复多，发展时间长。这一方面说明太阳能开发难度大，短时间内很难实现大规模利用；另一方面也说明太阳能利用还受矿物能源供应，政治和战争等因素的影响，发展道路比较曲折。尽管如此，从总体来看，20世纪取得的太阳能科技进步仍比以往任何一个世纪都大。
利弊
优点：�
(1)普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。�
(2)无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。�
(3)巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿t标煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。�
(4)长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。�
缺点：�
(1)分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1／5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。�
(2)不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴雨天使用，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。�
(3)效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。�
太阳能利用中的经济问题：�
第一，世界上越来越多的国家认识到一个能够持续发展的社会应该是一个既能满足社会需要，而又不危及后代人前途的社会。因此，尽可能多地用洁净能源代替高含碳量的矿物能源，是能源建设应该遵循的原则。随着能源形式的变化，常规能源的贮量日益下降，其价格必然上涨，而控制环境污染也必须增大投资。
第二，我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭约占商品能源消费结构的76％，已成为我国大气污染的主要来源。大力开发新能源和可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重要措施。能源问题是世界性的，向新能源过渡的时期迟早要到来。从长远看，太阳能利用技术和装置的大量应用，也必然可以制约矿物能源价格的上涨。
太阳能热利用
就目前来说，人类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。
太阳能集热器
太阳能热水器装置通常包括太阳能集热器、储水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要热交换器和膨胀槽以及发电装置以备电厂不能供电之需 。太阳能集热器(solar collector)在太阳能热系统中，接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器。按采光方式可分为聚光型集热器和吸热型集热器两种。另外还有一种真空集热器:一个好的太阳能集热器应该能用20～30年。自从大约1980年以来所制作的集热器更应维持40～50年且很少进行维修。
太阳能热水系统
早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热，现今全世界已有数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外，可能还有辅助的能源装置（如电热器等）以供应无日照时使用，另外尚可能有强制循环用的水，以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。依循环方式太阳能热水系统可分两种：
1、自然循环式:
此种型式的储存箱置于收集器上方。水在收集器中接受太阳辐射的加热，温度上升，造成收集器及储水箱中水温不同而产生密度差，因此引起浮力，此一热虹吸现像，促使水在除水箱及收集器中自然流动。由与密度差的关系，水流量于收集器的太阳能吸收量成正比。此种型式因不需循环水，维护甚为简单，故已被广泛采用。
2、强制循环式:
热水系统用水使水在收集器与储水箱之间循环。当收集器顶端水温高于储水箱底部水温若干度时，控制装置将启动水使水流动。水入口处设有止回阀以防止夜间水由收集器逆流，引起热损失。由此种型式的热水系统的流量可得知（因来自水的流量可知），容易预测性能，亦可推算于若干时间内的加热水量。如在同样设计条件下，其较自然循环方式具有可以获得较高水温的长处，但因其必须利用水，故有水电力、维护（如漏水等）以及控制装置时动时停，容易损坏水等问题存在。因此，除大型热水系统或需要较高水温的情形，才选择强制循环式，一般大多用自然循环式热水器。
暖房
利用太阳能作房间冬天暖房之用，在许多寒冷地区已使用多年。因寒带地区冬季气温甚低，室内必须有暖气设备，若欲节省大量化石能源的消耗，设法应用太阳辐射热。大多数太阳能暖房使用热水系统，亦有使用热空气系统。太阳能暖房系统是由太阳能收集器、热储存装置、辅助能源系统，及室内暖房风扇系统所组成，其过程乃太阳辐射热传导，经收集器内的工作流体将热能储存，再供热至房间。至辅助热源则可装置在储热装置内、直接装设在房间内或装设于储存装置及房间之间等不同设计。当然亦可不用储热双置而直接将热能用到暖房的直接式暖房设计，或者将太阳能直接用于热电或光电方式发电，再加热房间，或透过冷暖房的热装置方式供作暖房使用。最常用的暖房系统为太阳能热水装置，其将热水通至储热装置之中（固体、液体或相变化的储热系统），然后利用风扇将室内或室外空气驱动至此储热装置中吸热，再把此热空气传送至室内；或利用另一种液体流至储热装置中吸热，当热流体流至室内，在利用风扇吹送被加热空气至室内，而达到暖房效果。
太阳能发电
即直接将太阳能转变成电能，并将电能存储在电容器中，以备需要时使用。
太阳能离网发电系统
太阳能离网发电系统包括1、太阳能控制器(光伏控制器和风光互补控制器)对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，太阳能控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时，太阳能控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池。控制器的性能不好时，对蓄电池的使用寿命影响很大，并最终影响系统的可靠性。2、太阳能蓄电池组的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。3、太阳能逆变器负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。太阳能逆变器是光伏风力发电系统的核心部件。由于使用地区相对落后、偏僻，维护困难，为了提高光伏风力发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，对逆变器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源发电成本较高，太阳能逆变器的高效运行也显得非常重要。
太阳能离网发电系统主要产品分类 A、光伏组件 B、风机 C、控制器 D、蓄电池组 E、逆变器 F、风力/光伏发电控制与逆变器一体化电源。
太阳能并网发电系统
可再生能源并网发电系统是将光伏阵列、风力机以及燃料电池等产生的可再生能源不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。
因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用可再生能源所发出的电力，减小能量损耗，降低系统成本。并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为本地交流负载的电源，降低整个系统的负载缺电率。同时，可再生能源并网系统可以对公用电网起到调峰作用。并网发电系统是太阳能风力发电的发展方向，代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。
太阳能并网发电系统主要产品分类 A、光伏并网逆变器 B、小型风力机并网逆变器 C、大型风机变流器 （双馈变流器，全功率变流器）。
× 太阳能路灯
太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供**响，不用开沟埋线，不消耗常规电能，只要阳光充足就可以就地安装等特点，因此受到人们的广泛关注，又因其不污染环境，而被称为绿色环保产品。太阳能路灯即可用于城镇公园、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度较小，交通不便经济不发达、缺乏常规燃料，难以用常规能源发电，但太阳能资源丰富的地区，以解决这些地区人们的家用照明问题。
太阳能利用新近展
目前国际上已经从晶体硅、薄膜太阳能电池开发进入了有机分子电池、生物分子筛选乃至于合成生物学与光合作用生物技术开发的生物能源的太阳能技术新领域。
日前从上海市科委获悉，华东师范大学科研人员利用纳米材料在实验室中成功“再造”叶绿体，以极其低廉的成本实现光能发电。
叶绿体是植物进行光合作用的场所，能有效将太阳的光能量转化成化学能。此次课题组并非在植物体外“拷贝”了一个叶绿体，而是研制出一种与叶绿体结构相似的新型电池———染料敏化太阳能电池，尝试将光能转化成电能。在上海市纳米专项基金的支持下，经过3年多实验与探索，这块仿生太阳能电池的光电转化效率已超过10％，接近11％的世界最高水平。
项目负责人、华东师大纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心主任孙卓教授展示了新型太阳能电池的“三明治”结构———中空玻璃夹着一层纳米“夹心”，光电转化的玄机就藏在这层几十微米厚的复合薄膜中。纳米“夹心”的“配方”十分独特：染料充当“捕光手”，纳米二氧化钛则是“光电转换器”。为了让染料尽可能多“吃”太阳光，科研人员还别出心裁地撒了点“佐料”———一种由纳米荧光材料制成的量子点，让不同波长的阳光都能对上“捕光手”的“胃口”。只要不断改进“配方”，纳米“夹心”的光电转化效率就能一次次提高。
作为第三代太阳能电池，染料敏化电池的最大吸引力在于廉价的原材料和简单的制作工艺。据估算，染料敏化电池的成本仅相当于硅电池板的1／10。同时，它对光照条件要求不高，即便在阳光不太充足的室内，其光电转化率也不会受到太大影响。另外，它还有许多有趣用途。比如，用塑料替代玻璃“夹板”，就能制成可弯曲的柔性电池；将它做成显示器，就可一边发电，一边发光，实现能源自给自足。
太阳能是一种洁净和可持续产生的能源，发展太阳能科技可减少在发电过程中使用矿物燃料，从而减轻空气污染及全球暖化的问题。
我国太阳能利用产业现状
中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。目前，我国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生产国。我国比较成熟太阳能产品有两项：太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统。
我国太阳能利用产业前景
中国《可再生能源法》的颁布和实施，为太阳能利用产业的发展提供了政策保障；京都议定书的签定，环保政策的出台和对国际的承诺，给太阳能利用产业带来机遇；西部大开发，为太阳能利用产业提供巨大的国内市场；原油价格的上涨，中国能源战略的调整，使得政府加大对可再生能源发展的支持力度，所有这些都为中国太阳能利用产业的发展带来极大的机会。
利用方式
太阳能利用基本方式可以分为如下4大类。
（1）光热利用
它的基本原来是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。[3]目前使用最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、真空管集热器和聚焦集热器等3种。通常根据所能达到的温度和用途的不同，而把太阳能光热利用分为低温利用（＜200℃）、中温利用（200～800℃）和高温利用（＞800℃）。目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等，中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等，高温利用主要有高温太阳炉等。
（2）太阳能发电
未来太阳能的大规模利用是用来发电。利用太阳能发电的方式有多种。目前已实用的主要有以下两种。
①光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。
②光—电转换。其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。
（3）光化利用
这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式。
（4）光生物利用
通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。目前主要有速生植物（如薪炭林）、油料作物和巨型海藻。
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