风力发电机可以大致分成两类，即水平轴式转子和垂直轴式转子。水平轴式转子的发电机转轴平行于风向，优于垂直轴式转子发电机，所以目前商用大型风力发电机组一般为水平轴风力发电机，它由风轮、增速齿轮箱、发电机、偏航装置、控制系统、塔架等部件所组成。风轮的作用是将风能转换为机械能，它由气动性能优异的叶片（目前商业机组一般为2~3个叶片）装在轮毂上所组成，低速转动的风轮通过传动系统由增速齿轮箱增速，将动力传递给发电机。上述这些部件都安装在机舱平面上，整个机舱由高大的搭架举起，由于风向经常变化，为了有效地利用风能，必须要有迎风装置，它根据风向传感器测得的风向信号，由控制器控制偏航电机，驱动与塔架上大齿轮咬合的小齿轮转动，使机舱始终对风。
风电机组的功率调节有两种方式，一种是失速调节，另一种是变桨距调节——即叶片可以绕叶片上的轴转动，改变叶片气动数据，实现功率调节：整台机组由电控系统进行监视与控制，可以实现无人操作管理。
虽然在利用风能时有不少困难，如空气密度小、设备较庞大、风速变化大、不易稳定运行等，但由于风力发电有许多其他发电方式无法与之相比的优势，如风电场建设周期短、占地少、装机容量灵活、无需消耗燃料、不产生任何污染物等，加上常规能源的有限性和经济可持续发展及风电机技术的快速发展和提高，近一二十年来，风力发电在世界有关国家获得很大的发展。据统计资料表明，荷兰、德国、英国、丹麦、印度和美国等六国的风力发电装机容量已达500多万千瓦，约占全世界风力发电容量600万千瓦的90%左右。
自改革开放以来，我国政府为解决地处边远及农牧地区群众用电困难，研究并推广了微型风电机，主要有100~500瓦、1千瓦、5千瓦等功率的机组，其中1千瓦以下的微型风电机的年生产能力达到3万台左右。我国的微型风电机的推广量增加了10万台。
风电机性能先进，运行安全可靠。我国已把风电作为新能源发电的重点，风电的总容量提高到了100万千瓦。我国风电正处在大发展的前期。
但是，由于多种因素的影响，目前我国风力发电的总规模和技术装备水平与国外水平相比，还有一定差距，与我国可开发的风能资源相比，还有很大潜力。我国风电发展战略是，经过现在的发展阶段，最终将形成完全自主的风电产业。
四、可再生能源——生物质能
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到21世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40％以上。
生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命且可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义的生物质能是包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。生物质能取之不尽、用之不竭，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。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。
1.森林能源
森林能源是森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，主要是薪材，也包括森林工业的一些残留物等。森林能源在我国农村能源中占有重要地位，而在丘陵、山区、林区，农村生活用能的50％以上靠森林能源。薪材来源于树木生长过程中修剪的枝杈，木材加工的边角余料，以及专门提供薪材的炭薪林。
2.农作物秸秆
农作物秸秆是农业生产的副产品，也是我国农村的传统燃料。秸秆资源与农业主要是种植业生产关系十分密切。在较为接近商品能源产区的农村地区或富裕的农村地区，商品能源（如煤、液化石油气等）已成为其主要的炊事用能。以传统方式利用的秸秆首先成为被替代的对象，致使被弃于地头田间直接燃烧的秸秆量逐年增大，许多地区废弃秸秆量已占总秸秆量的60％以上，既危害环境，又浪费资源。因此，加快秸秆的优质化转换利用势在必行。
3.禽畜粪便
禽畜粪便也是一种重要的生物质能源。除在牧区有少量的直接燃烧外，禽畜粪便主要是作为沼气的发酵原料。中国主要的禽畜是鸡、猪和牛，根据这些禽畜品种、体重、粪便排泄量等因素，可以估算出粪便资源量。在粪便资源中，大中型养殖场的粪便是更便于集中开发、规模化利用的。
4.生活垃圾
随着城市规模的扩大和城市化进程的加速，中国城镇垃圾的产生量和堆积量逐年增加。城镇生活垃圾主要是由居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑垃圾等废弃物所构成的混合物，成分比较复杂，其构成主要受居民生活水平、能源结构、城市建设、绿化面积以及季节变化的影响。
目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等。间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。只是尚未被人们合理利用，多半直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技术培育能源植物，发展能源农场。
目前，生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等，其中生物质能源的开发利用占有相当的比重。国外的生物质能技术和装置多已达到商业化应用程度，实现了规模化产业经营，以美国、瑞典和奥地利三国为例，生物质转化为高品位能源利用已具有相当可观的规模，分别占该国一次能源消耗量的4%、16%和10%。在美国，生物质能发电的总装机容量已超过10000兆瓦，单机容量达10~25兆瓦；美国纽约的斯塔藤垃圾处理站投资2000万美元，采用湿法处理垃圾，回收沼气，用于发电，同时生产肥料。巴西是乙醇燃料开发应用最有特色的国家，实施了世界上规模最大的乙醇开发计划，目前乙醇燃料已占该国汽车燃料消费量的50%以上。美国开发出利用纤维素废料生产酒精的技术，建立了1兆瓦的稻壳发电示范工程，年产酒精2500吨。
中国作为一个人口大国，一个经济迅速发展的国家，在21世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。因此改变能源生产和消费方式，开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源，对建立可持续的能源系统、促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。
五、人类的终极能源——氢能
氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源，被视为21世纪最具发展潜力的能源。多年来世界发达国家的科研和生产实践也已证明氢能是摆脱对石油依赖的最经济有效的能源，有关专家甚至认为氢能将是主宰未来世界的主要能源。
氢能中的氢作为化学元素在元素周期表中位于第一位，它是所有原子中最细小的。众所周知，氢原子与氧原子结合成水，但氢通常的单质形态是氢气，它是无色无味，极易燃烧的双原子气体。氢气是最轻的气体。
氢能是通过氢气和氧气反应所产生的能量。氢能是氢的化学能。氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75％。氢能是一种二次能源，它是通过一定的方法利用其他能源制取的，而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采。随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新能源。氢正是这样一种在常规能源危机出现时，人们期待的新的二次能源。
面向科学的21世纪，先进的高速远程氢能飞机和宇航飞船商业运营的日子已为时不远。以氢气代替汽油作汽车发动机的燃料，已经通过日本、美国、德国等许多汽车公司的试验，这一技术是可行的，目前主要是廉价氢的来源问题。
氢是一种高效燃料，每公斤氢燃烧所产生的能量约为35千瓦时，几乎等于汽油燃烧的3倍。氢气燃烧不仅热值高，而且火焰传播速度快，点火能量低（容易点着），所以氢能汽车比汽油汽车总的燃料利用效率可高20％。当然，氢的燃烧主要生成物是水，只有极少的氮氧化物，绝对没有汽油燃烧时产生的一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫等污染环境的有害成分。
在自然界中，氢和氧可以结合成水，而要将氢从水中分离出来则需要热分解或电分解的方法。所以，现在想要使用氢能的话，首先可以使用的方法便是用煤、石油和天然气等燃烧所产生的热或所转换成的电来分解水制氢，但是这从经济角度和环保角度来说显然是划不来的。现在看来，高效率制氢的基本途径，便是利用太阳能。如果能用太阳能来制氢，那就等于把无穷无尽的、分散的太阳能转变成了高度集中的干净能源了，其意义十分重大。利用太阳能制氢有重大的现实意义，但这却是一个十分困难的研究课题，有大量的理论问题和工程技术问题要解决，然而世界各国对这一课题都十分重视，并且已经投入不少的人力、财力、物力，在很多方面也都取得了进展。我们可以相信，以太阳能制得的氢能，将成为人类普遍使用的一种优质、干净的燃料。
1991年7月，第一辆以氢为燃料的动力车在美国堪萨斯州试车。结果表明，新车可将氢能的60~80%转变成驱动能，普通发动机汽车的汽油能的转化率仅为25~30%。
燃料电池是车体的关键部件，是由美国科学家经过5年时间研究发明的。电池呈圆柱形，重量为45千克，寿命为25万千米。该电池起着从普通水中提取氢和将氢转变为电能的双重作用。其结构中央是氟化塑料薄膜，薄膜处在两个电极之间，电极又夹在两个气室之间，电池的工作方式与普通电池相同。从水中提取氢的过程，是将电充入电池中，从而将水分解为氢和氧。氢贮存在与气室相连的贮气罐中，罐内充满了颗粒状的铁和钛氧化物，这样氢气不会点燃或爆炸。燃料电池可连续8个小时从普通水中提取氢。每次可处理两加仑水，提取的氢可供新车行驶500千米。
目前，因为制取氢气的成本较高，所以这种新型车难以商品化。英国煤气公司开发了一种便宜的提取氢气的方法。它的燃料氢气将在车体内由甲基环乙烷发生反应获得，所获氢气为传统的发动机提供动力。氢气在车行走过程中产生并被应用，无需贮存。英国贸工部已宣布支持一个为期5年，投资1100万英镑的项目以开发这种车。
氢能不但能够开动汽车而且还能够帮助人们发电。我们知道大型的电站，无论是水电、火电或核电，都是把发出的电送往电网，由电网输送给用户。但是各种用电户的负荷不同，电网有时是高峰，有时是低谷。为了调节峰荷、电网中常需要启动快和比较灵活的发电站，而氢能发电站就是这种启动快且灵活的发电站。所谓氢能发电站是利用氢气和氧气燃烧，组成氢氧发电机组。这种机组是火箭型内燃发动机配以发电机，它不需要复杂的蒸汽锅炉系统，因此结构简单，维修方便，启动迅速，要开即开，欲停即停。在电网低负荷时，还可吸收多余的电来进行电解水，生产氢气和氧气，以备高峰时发电用。这种调节作用对于电网运行是十分有利的。
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，在2010年，中国已成为全球第三个攻克氢燃料电池的国家。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。
六、燃料新宠——清洁燃料
清洁燃料是指燃烧时不产生对人体和环境有害的物质，或有害物质十分微量，如天然气、液化石油气、煤气、酒精、无铅汽油、核燃料等。与之相反的不清洁燃料是煤炭、石煤、含铅汽油、柴油等，燃烧量产生大量二氧化硫、铅蒸汽、碳黑等有害物质，要尽量限制使用或转化为清洁燃料后使用，如将煤炭转化为煤气后使用。
