图灵汇官网

太阳能无人机：推动微型无人机续航能力的新突破

续航能力是无人机的关键性能指标，直接影响其“生命力”。太阳能供能是延长无人机续航时间的有效途径之一。近期，北京航空航天大学的研究团队采用自主研发的新型静电电机，成功研制了一款仅重4.21克的太阳能动力微型无人机，实现了纯自然光供能下的持续飞行。这一成果已于7月18日在国际学术期刊《自然》上发表。

尽管太阳能驱动大型无人机已经不是新鲜事物，但如何使微型无人机实现太阳能驱动一直是个难题。北航能源与动力工程学院的漆明净教授指出，关键在于动力系统的优化。为了提高效率，团队研发了一种新型静电驱动方案，这种方案能够减少热量损失，将太阳能电池片产生的电能高效转化为动能。团队还特别设计了一种仅重1.13克的超轻质高压电能变换器，将太阳能电池片产生的电压从4.5伏提升至9000伏，从而构建了一个高效的静电系统。

北航能源与动力工程学院的闫晓军教授表示，太阳能微型无人机有望在未来实现长航时飞行，特别是在应急救援和狭窄空间检测等领域有着广泛的应用前景。

无人机产业链解析

无人机产业链主要分为三个环节：上游、中游和下游。

上游

无人机的上游主要包括设计研发和关键原材料的生产。关键原材料包括金属材料和复合材料，如钛合金、铝合金、陶瓷基等特殊材料。

中游

中游环节主要是无人机整机制造，包括飞行系统、地面系统和任务载荷系统。飞行系统涵盖了动力系统、导航系统、飞控系统、通信系统和机体制造等多个方面，是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心系统。

下游

无人机的下游应用领域非常广泛，包括军用侦察、军用攻击、航空拍摄、灯光表演、农林植保、灾难救援、物流运输、电力巡检等。

北航的研究团队利用自主研发的新型静电电机，成功研制出了仅重4.21克的太阳能动力微型无人机，实现了纯自然光供能下的持续飞行。因此，从产业链的角度看，这项技术处于中游环节。

全球无人机市场发展趋势

全球无人机技术快速发展

2010年至2020年间，全球无人机行业专利申请数量持续增长，表明全球无人机技术正处于快速发展阶段。

无人机应用市场结构

无人机的应用市场主要分为军用和民用两大类。近年来，随着民用无人机技术的不断进步，其在农林植保、电力巡检、地理测绘、航拍等领域的应用越来越普遍，市场份额也在逐年增长。

根据Drone Industry Insights的数据显示，2019年全球军用无人机市场规模为117.45亿美元，占比约65.25%；民用无人机市场规模为62.55亿美元，占比约34.75%。预计到2020年，军用无人机市场规模约占65%，民用无人机市场规模约占35%。

中国无人机市场迎头赶上

虽然全球无人机技术发展不均衡，但中国正在迎头赶上。根据Markets Research Report的数据，2019年美国和中国占据了全球商用无人机市场的大约三分之二份额。在军事无人机领域，美国和以色列处于领先地位，分别占据45%和24%的市场份额。

自20世纪80年代以来，许多国家都把无人机视为优先发展方向，竞相研制和装备无人机系统。近年来，参与研制和装备无人机的国家数量大幅增长。目前，世界领先的无人机技术主要集中在欧美，而中国正在迅速追赶。

中国民用无人机注册数量

随着人均消费水平的提高和无人机技术水平的进步，中国民用无人机注册数量快速增长。截至2023年，全国民用无人机注册数量已达120万架，同比增长25%。

中国民用无人机市场规模

近年来，中国民用无人机市场蓬勃发展。2021年中国民用无人机市场规模达到869.12亿元，较2020年增加了270.08亿元，同比增长45.09%。

中国无人机应用情况

按照应用领域划分，民用无人机可以分为消费级无人机和工业级无人机。自2015年以来，工业级无人机在中国民用无人机整体市场份额中的占比逐年上升，从2015年的19%增长至2020年的40%以上，预计2021年将进一步增长至48%左右。

中国无人机企业区域分布

中国无人机行业的领先企业包括大疆创新、中航无人机和航天彩虹等。其中，中航无人机和航天彩虹以军用无人机为主，而大疆创新则在民用无人机市场上表现突出。从区域分布来看，领先企业主要集中在广东、北京和四川等地。

中国无人机行业发展前景

根据当前无人机发展政策和市场需求情况，中国无人机市场将朝着智能化、精细化、微型化方向发展。农业领域对无人机的需求尤为显著。预计到2027年，中国无人机行业市场规模将超过2500亿元。

从民用无人机角度来看，农业植保、航空遥感、灾情监测、矿藏勘探等领域对无人机的需求将持续增长，消费级无人机市场也有望迎来更大的发展空间。