我们在上文简单地介绍了一下太阳的光热来源以及太阳能的一些情况。那么，太阳能与新能源之间又有什么关系呢？
首先，我们来看看新能源的一些概念。
新能源又称为非常规能源，指传统能源之外的各种能源形式。实际上，人类刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源都是新能源，如太阳能、海洋能、生物质能、地热能、风能和核聚变能等。
各种形式的新能源都是直接或间接地来自太阳或地球内部所产生的热能，其主要有太阳能、风能、生物质能、地热能、水能、海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。
相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大等特点，这对于解决当今世界严重的环境污染和能源枯竭问题具有重要的意义。另外，新能源分布均匀，它们对于解决由能源引发的战争问题也有着不可低估的作用。
现在，世界上的石油、煤炭等资源正在急剧减少，核能、太阳能等将成为未来人类依赖的主要能源。
目前，能源主要的类型有：煤炭、石油、天然气、可再生的水力资源（如各种类型的水电）、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能（或者叫潮汐能）、穿透生物质能等。
常规能源通常指技术上比较成熟并已被大规模利用的能源，而新能源则是那些还没有大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作是常规能源，而太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能、核能、氢能等则被看作是新能源。
随着技术的进步和可持续发展观念的逐步树立，过去一直被视作垃圾的生活及工业有机废弃物得以被重新认识，其作为一种能源和可资源化利用的物质而受到深入地研究和开发利用。因此，废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。
1.能源之母——太阳能
太阳是一个炽热的火球，它蕴藏着无比巨大的能量。地球上除了地热能和核能以外，几乎所有的能源都来自太阳能，因此可以说太阳能是人类的“能源之母”。没有太阳能，就不会有人类的一切。
实际上，人类有意识地利用太阳能，是从取暖、加热、干燥和采光等太阳能的热利用逐步开始的。
早在几千年前，我们的祖先就曾用“阳燧”这种简单的器具向太阳“取火”，由此开辟了人类利用太阳能的新时代。古希腊著名的物理学家阿基米德曾用巨大的镜子将阳光聚集，从而一举烧毁了敌人的帆船队。
然而直到最近的几十年，人们才开始对太阳能有了深刻的认识并加以开发利用。
近年来，太阳能的光热利用发展很快，人类已经制成了各类太阳能集热器，将太阳光的热能用于取暖、制冷、通风、烘干、冶炼、洗浴、灌溉、发电等许多方面，从而节省了大量的其它能源，并为能源短缺的地区提供了所需能源。
将太阳光直接转换成电能，需要采用能量转换装置，太阳能电池实际上就是一种光电能量转换器。
2.魔鬼之能——核能
我们都知道在人类学会利用取火的时候，就已经开始主动利用能源，自那时起，能源的使用已经成为人类进步不可或缺的基本要素和人类文明程度的标志。
在核能被发现和得到利用之前，人类利用的主要能源是化学能和水能等。19世纪末20世纪初，物理学又一次巨大的发展使得人类对物质结构的认识开始深入到原子甚至更微观的粒子水平，这在客观上为人类利用核能奠定了基础。
1939年，德国科学家奥托·哈恩发现，元素铀的同位素铀235U原子核，在中子的轰击下可以发生核裂变并同时释放能量。很多重核同位素，如铀233U，钚239Pu等都能产生核裂变反应，而核裂变反应放出的能量要比化学反应大的多，这就预示了核能利用的前景。
现在，核能的释放主要有三种形式，既核裂变能、核聚变能和核衰变。
核裂变能：所谓核裂变能就是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变所释放出的能量。
核聚变能：由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损而释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。
核衰变：核衰变是一种自然的裂变形式，速度很慢。由于其能量释放缓慢而难以利用。
目前，人类在核能的利用上存在一些问题，其主要问题有以下几个方面：资源利用率低；反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术还没有完全解决；反应堆的安全问题需要不断地监控，有待改进；核不扩散要求的约束，使核电站反应堆中生成的钚-239受到控制；核电建设投资费用仍然比建设常规能源发电站高，投资风险也较大。
3.无形的煤——风能
风是我们地球上的一种很自然的现象，但是你了解风吗？
风是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不均匀，由此产生温差，从而引起大气的对流运动，这就是风。在到达地球的太阳能中，虽然仅有约2%转化为风能，但其总量仍是十分可观的，它比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
风能是一种无污染、可再生的新能源，有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿、交通不便的边远山区、地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以覆盖的农村、边疆来说，风能作为解决生产和生活能源的一种手段，有着十分重要的意义。即使在发达国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。
截止到2006年底，世界风力发电总量居前3位的分别是德国、西班牙和美国，三个国家的风力发电总量占全球风力发电总量的60%。
4.巨大的热能——地热能
很大程度上被忽视而没有使用的地热能
大家都知道火山爆发的威力吧，它曾不止一次地带给人类毁灭性的灾难。那些经历过火山爆发而幸存的人们更是谈火山色变。
但是，火山还有另外一个名字呢，它叫做地热能。因此，如果我们能够趋利避害，巧妙地加以利用，火山就能给我们带来意想不到的益处！
地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，它也是导致火山爆发及地震的能量来源之一。
地球内部的温度极其高，透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1～5千米的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。
运用地热能的最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。地热能属于可再生资源。
全球地热资源的分布
在一定地质条件下的“地热系统”和具有勘探开发价值的“地热田”都有它的发生、发展和衰亡过程，绝对不是只要往深处打钻，到处都可发现地热。
作为地热资源的概念，它也和其它矿产资源一样，有数量和品位的问题。就全球来说，地热资源的分布是不平衡的。明显的地温梯度每千米深度大于30℃的地热异常区，主要分布在板块生长、开裂，大洋扩张脊和板块碰撞、衰亡、消减带部位。目前，环球性的地热带主要有下列4个地带。
环太平洋地热带：它是世界最大的太平洋板块与美洲、欧亚、印度板块的碰撞边界。世界许多著名的地热田，如美国的盖瑟尔斯、长谷、罗斯福；墨西哥的塞罗、普列托；新西兰的怀腊开；中国的台湾马槽；日本的松川、大岳等均在这一带。
地中海—喜马拉雅地热带：它是欧亚板块与非洲板块和印度板块的碰撞边界。世界第一座地热发电站意大利的拉德瑞罗地热田就位于这个地热带中。中国西藏的羊八井及云南腾冲地热田也在这个地热带中。
大西洋中脊地热带：这是大西洋海洋板块开裂部位。冰岛的克拉弗拉、纳马菲亚尔和亚速尔群岛等一些地热田就位于这个地热带。
红海—亚丁湾—东非裂谷地热带：它包括吉布提、埃塞俄比亚、肯尼亚等国的地热田。
除了在板块边界部位形成地壳高热流区而出现高温地热田外，在板块内部靠近板块边界部位，在一定地质条件下也可形成相对的高热流区，如中国东部的华北平原及东南沿海等地。
5.取之不尽、用之不竭——氢能
有的同学小时候玩过氢气球吧，那么你知道为什么这些气球能高高地飞起来吗？
原来，氢的密度比空气小，所以充满氢气的气球能在天空越飞越高，直到消失在你的视线之外。其实，氢也是一种能源呢！
氢能是一种二次能源，它不像煤、石油和天然气那样，可以直接从地下开采，而是通过一定的方法，利用其它能源提取出来的。
随着石化燃料消耗量的日益增加，石化燃料储量正日益减少，终有一天这些资源要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖石化燃料、储量丰富的新能源。
氢正是这样一种能源，在常规能源出现危机和开发新的二次能源的同时，是人们期待的新的二次能源。
氢能的特点
作为能源，氢有以下特点：在所有元素中，氢的重量最轻；在所有气体中，氢气的导热性最好，它比大多数气体的导热系数高出10倍。因此，在能源工业中氢是极好的传热载体；氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75%，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存在水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍；除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，是汽油发热值的3倍；氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快；氢本身无毒，与其它燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用；氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造，现在的内燃机稍加改装即可使用；氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。
氢能行业发展概况
氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，人类对氢能应用自200年前就产生了兴趣。自20世纪70年代以来，世界上许多国家和地区就广泛开展了氢能的研究。
早在1970年，美国通用汽车公司的技术研究中心就提出了“氢经济”的概念。1976年美国斯坦福研究院就开展了氢经济的可行性研究。20世纪90年代中期以来多种因素的汇合增加了氢能经济的吸引力。
这些因素包括：持久的城市空气污染、对较低或零废气排放的交通工具的需求、减少对外国石油进口的需要、二氧化碳的排放和全球气候变化、储存可再生电能供应的需求等。
氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源，是人类的战略能源发展方向。世界各国如冰岛、中国、德国、日本和美国等不同的国家之间在氢能交通工具的商业化的方面已经出现了激烈的竞争。虽然其它利用形式是可能的（例如取暖、烹饪、发电、航行器、机车），但氢能在小汽车、卡车、公共汽车、出租车、摩托车和商业船上的应用已经成为焦点。
中国对氢能的研究与发展可以追溯到20世纪60年代初，中国科学家为发展本国的航天事业，对作为火箭燃料的液氢的生产、H2、O2燃料电池的研制与开发进行了大量有效的工作。将氢作为能源载体和新的能源系统进行开发，则是从20世纪70年代开始的。现在为进一步开发氢能，推动氢能利用的发展，氢能技术已被列为国民经济发展计划的重要一部分。
氢燃料电池技术一直被认为是利用氢能，解决未来人类能源危机的终极方案。上海一直是中国氢燃料电池研发和应用的重要基地，包括上汽、上海神力、同济大学等企业、高校，也一直在从事研发氢燃料电池和氢能车辆。
随着中国经济的快速发展，汽车工业已经成为中国的支柱产业之一。2007年中国已成为世界第三大汽车生产国和第二大汽车市场。与此同时，汽车燃油消耗也达到8000万吨，约占中国石油总需求量的四分之一。在能源供应日益紧张的今天，发展新能源汽车已迫在眉睫。用氢能作为汽车的燃料无疑是最佳选择。
虽然燃料电池发动机的关键技术基本已经被突破，但是还需要更进一步对燃料电池产业化技术进行改进、提升，使产业化技术成熟。这个阶段需要政府加大研发力度的投入，以保证中国在燃料电池发动机关键技术方面的水平和领先优势。这包括对掌握燃料电池关键技术的企业在资金、融资能力等方面予以支持。
除此之外，国家还应加快对燃料电池关键原材料、零部件国产化、批量化生产的支持，不断整合燃料电池各方面优势，带动燃料电池产业链的延伸。
同时，政府还应给予相关的示范应用配套设施，并且支持对燃料电池相关产业链予以培育等，以加快燃料电池车示范运营相关的法规、标准的制定和加氢站等配套设施的建设，推动燃料电池汽车的载客示范运营。有政府的大力支持，氢能汽车一定能成为朝阳产业。
总之，在众多新能源中，氢能以其重量轻、无污染、热值高、应用面广等优点脱颖而出，势必会成为21世纪的理想能源。氢能可以作为飞机、汽车的燃料，也可以用作推动火箭的动力等。
6.广泛分布——生物质能
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。所谓的生物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。
生物质能直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭。它是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。
生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。
生物质能的分类
依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
生物质能的特点
可再生性：生物质属可再生资源，生物质能由于通过植物的光合作用可以再生，它与风能、太阳能等同属可再生能源。其资源丰富，可保证能源的永续利用。
低污染性：生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的污染物较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。
广泛分布性：缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能。
生物质燃料总量十分丰富：生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算，地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质；海洋年生产500亿吨生物质。
生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量，相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展，特别是炭薪林的推广，生物质资源还将越来越多。
生物质能的应用：沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等。
7.能量巨大——海洋能
海洋能是指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。
海洋能是海水运动过程中产生的可再生能，主要包括温差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、盐差能等。潮汐能和潮流能源自月球、太阳和其它星球的引力，其它海洋能均源自太阳辐射。
海水温差能是一种热能。低纬度的海面水温较高，与深层水形成温度差，可产生热交换。其能量与温差的大小和热交换水量成正比。
潮汐能、潮流能、海流能、波浪能都是机械能。潮汐能量与潮差大小和潮量成正比。波浪能量与波高平方和波动水域面积成正比。在河口水域还存在海水盐差能（又称海水化学能），入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差，若隔以半透膜，淡水向海水一侧渗透，可产生渗透压力，其能量与压力差和渗透能量成正比。
一望无际的大海，不仅为人类提供航运、水源和丰富的矿藏，而且还蕴藏着巨大的能量，它将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水里，不像在陆地和空中那样容易散失。
海洋能的特点
①海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。
②海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。
③海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。
属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。
既不稳定又无规律的属于波浪能。
④海洋能属于清洁能源，海洋能一旦开发后，其本身对环境污染影响较小。
我国海洋能的利用现状
我国从20世纪80年代开始，在沿海各地区陆续兴建了一批中小型潮汐发电站并投入运行发电。其中最大的潮汐电站是1980年5月建成的浙江省温岭市江厦潮汐试验电站，它也是世界已建成的较大双向潮汐电站之一。
其总库容为490万立方米，发电有效库容270万立方米。这里的最大潮差8.39米，平均潮差5.08米；电站功率3200千瓦。江厦电站每昼夜可发电14～15小时，比单向潮汐电站增加发电量30%～40%。江厦电站每年可为温岭、黄岩电力网提供每小时100亿瓦的电能。
除潮汐能外，我国重点开发的是波浪能和海水热能。海浪每秒钟在1平方千米海面上产生20万千瓦的能量，全世界海洋中可开发利用的波浪约为27～30亿千瓦，而我国近海域波浪的蕴藏量约为1.5亿千瓦，可开发利用量约3000～3500万千瓦。目前，一些发达国家已经开始建造小型的波浪发电站。
而海水热能是海面上的海水被太阳晒热后，在真空泵中减压，使海水变为蒸汽，然后推动蒸汽轮机而发电。同时，蒸汽又被引上来，冷却后回收为淡水。这两项技术我国正在积极研究和开发中。
