太阳能无人机平台
高空太阳能无人机总体设计要点分析
高空太阳能无人机总体设计要点分析摘要：高空长航时(HALE)太阳能无人机（UAV）在其工作机理上与传统动力飞机有明显不同，其主要特点在于其总体设计方式，而在方案的设计和选择上，必须仔细考虑对应的技术要点。
本文介绍了高空太阳能无人机的总体结构和重量均衡原理，并从飞行动力要求、布局形式选择、飞行剖面、空间使用环境等几个角度对其进行了分析，得出了一些重要的结果，对实现高空太阳能无人机的整体设计及方案进行了深入的探讨。
关键词：高空；无人机；太阳能；长航时引言太阳能是一种取之不尽用之不竭的绿色能源，对环境没有任何危害。
近几年，太阳电池技术发展迅速，已经逐渐发展成一种新型的、能够支持人类社会可持续发展的新型能源。
临近空间是比常规飞机的飞行高度更高、比轨道飞机的飞行距离更低的空间区域，通常把距离地球20-100公里的空域看作是临近空间。
临近空间包含大气平流层的大部分区域（12~50公里），中间大气层（50至80公里）和部分电离层区域（60至100公里）。
在近地表，由于太阳光的辐射强度和气候因素的关系密切，在20公里以上的临近空间中，辐射强度与外层空间相近，所以，在临近空间飞行的太阳能无人机 UAV可以充分利用太阳能，连续飞行几个月甚至几年，是进行情报收集、侦查、监控、通讯等方面的最佳空中平台。
1太阳能无人机设计中的基本原则1.1恒定质量原理在飞行状态下，高空长航时太阳能无人机在空中的质量是恒定的，在正常的巡航状态下，其升力等于重力，拉力等于阻力。
当选择了飞行的对应巡航高度时，太阳能飞机的飞行速率是惟一的。
所以，太阳能飞机的设计关键在于改进其气动力设计点的性能。
另外，当飞机的巡航高度越高，就必须在一定程度上提高其巡航速度，这样就可以确保太阳能飞机的空气动力利用率更高[1]。
1.2能源均衡原理长航时临近空间作业中，太阳能无人机需要实现长时间的连续飞行航程，其最根本的要求就是，在白天内，所获取的太阳能必须要比飞机和其他装备一天一夜的能源消耗量高，如此周而复始，才能在长航时中航行几天甚至几个月。
小型太阳能无人机方案设计研究论文
小型太阳能无人机方案设计研究论文本文将针对小型太阳能无人机方案设计研究论文进行探讨和分析。
近年来，随着科技的不断发展和人们对环保的重视，太阳能无人机已经成为了不少研究者的研究重点。
相比于传统的无人机，太阳能无人机具有清洁、高效、低成本等优势，深受大众喜爱。
一、方案设计太阳能无人机方案设计的关键在于如何充分利用太阳能来驱动飞行器。
当前的太阳能技术主要有光电转换和热能转换两种方式。
前者是将太阳光辐射转换成电能，后者则是将太阳辐射转化成热能，之后再将热能转换成电能。
本文将以太阳能电池板作为光电转换器来充分利用太阳能。
该方案设计的关键是：在保证光电转换效率的同时，将太阳能转化成电能供给飞行器使用。
电能储存是关键之一。
本设计采用深循环锂电池作为电能储存设备，可以保证飞行器在夜间或太阳能不足时依然可正常运行。
二、分析小型太阳能无人机的研究涉及到多个学科，如机械、电子、材料科学等。
设计方案的优劣往往是多个因素综合影响的结果。
下面将从机构设计、能量系统等多个角度对小型太阳能无人机进行分析。
机构设计方面，应该采用轻量化飞行器设计、翼展小的平尾式设计和较小的机身，从而达到减少能耗、增加载荷和提高飞行性能的目的。
能量系统方面，应该研发出高效的太阳能电池板和深循环锂电池，以保证长时间的飞行，提高飞行效率。
同时，在电池的选择上，应该结合飞行器的需求来选择合适的电池，以提高系统的安全性和稳定性。
航空控制系统也是小型太阳能无人机设计中的重要组成部分。
一个良好的控制系统应该具有高度稳定性、较高的飞行控制精度和自动导航能力。
同时还应该具备平台智能控制和安全保护等功能。
三、总结小型太阳能无人机方案设计研究论文是当前研究的热点之一。
太阳能无人机不仅具有环保、高效、低成本等诸多优势，而且在国民经济和军事领域中都具有重要的应用前景。
因此，小型太阳能无人机的研究具有很高的学术和实用价值。
总之，实现能效优化是小型太阳能无人机研究的核心目标。
2024年太阳能无人机市场发展现状
太阳能无人机市场发展现状引言随着环境保护意识的增强和清洁能源需求的增加，太阳能无人机市场正迅速发展。
太阳能无人机以其可持续发展、长时间飞行和广泛的应用领域而受到越来越多的关注。
本文将探讨太阳能无人机市场的当前发展现状。
1. 太阳能无人机的定义和特征太阳能无人机是指利用太阳能作为动力源的无人机。
相比传统无人机，太阳能无人机具有以下特征： - 环保可持续：太阳能无人机使用太阳能进行充电，减少对传统能源的依赖，降低对环境的影响。
- 长时间飞行：太阳能无人机利用高效的太阳能电池，可以长时间持续飞行，提高任务执行的灵活性和效率。
- 广泛的应用领域：太阳能无人机在农业、测绘、通信、科学研究等领域具有广泛的应用前景。
2. 太阳能无人机市场规模和增长趋势太阳能无人机市场目前正处于快速增长阶段。
根据市场研究公司的数据，太阳能无人机市场的规模在过去几年中持续扩大，并有望在未来几年继续增长。
市场规模的增长主要受到以下因素的推动： - 技术进步：太阳能电池技术的不断改进和成本的降低，使得太阳能无人机的性能和可靠性得到提升。
- 政策支持：各国政府对清洁能源的支持和鼓励，为太阳能无人机市场的发展提供了有利条件。
- 应用需求：农业、测绘和通信等领域对太阳能无人机的需求不断增加，推动了市场的发展。
3. 太阳能无人机市场的应用领域太阳能无人机在多个领域具有广泛的应用潜力。
- 农业：太阳能无人机可以用于农田的监测和喷洒农药，提高农作物的生长效率和产量。
- 测绘：太阳能无人机可以进行高精度的地图制作和地形测量，广泛应用于土地规划、城市建设等领域。
- 通信：太阳能无人机可以作为移动通信基站，为偏远地区提供通信服务，支持灾难救援和紧急通信。
- 科学研究：太阳能无人机可以搭载各种传感器和设备，用于科学研究、环境监测等领域的数据采集和实验。
4. 太阳能无人机市场的发展挑战太阳能无人机市场虽然发展迅速，但仍面临一些挑战。
- 技术限制：目前太阳能电池的效率和储能能力还有待提高，限制了太阳能无人机续航能力和性能。
太阳能无人机设计方案
太阳能无人机设计方案太阳能无人机是利用太阳能作为动力源的无人机，其设计方案如下：1.太阳能电池板：在无人机机身上安装太阳能电池板，将太阳能转化为电能供无人机使用。
优选高效率的太阳能电池板，以提高光能转化效率。
2.飞行控制系统：设计先进的飞行控制系统，实时掌控无人机的飞行状态。
该系统应具备自动起飞和降落、定点悬停、自动避障等功能，保证无人机的稳定飞行。
3.能源管理系统：设计可靠的能源管理系统，用于储存和管理太阳能电能。
在太阳能不足或遇到临时阴天情况下，能源管理系统将自动切换到备用电源，保证无人机的连续运行。
4.传感器系统：安装适当的传感器系统，用于感知周围环境并实时获取环境信息。
传感器系统可以包括气象传感器、红外传感器、高清摄像头等，提供无人机飞行过程中所需的数据支持。
5.通信系统：建立可靠的通信系统，实现无人机与地面控制站之间的无线数据传输。
该通信系统应具备较高的抗干扰能力和远程传输能力，以支持无人机的遥控和数据传输。
6.机身结构和材料：选择轻量化、高强度的材料用于无人机机身的制造，以减轻重量并提高飞行效率。
同时，优化机身结构设计，提高无人机的稳定性和防护能力。
7.能量回收系统：设计能量回收系统，将无人机飞行过程中消耗的能量进行回收再利用，最大限度地降低能量的浪费，提高能源利用效率。
8.安全系统：为无人机设计安全系统，包括保护措施和预警系统，以避免无人机遭受外界攻击或意外撞击导致的损坏。
9.自主导航系统：开发自主导航系统，使无人机能够根据预设路径或目标自动导航。
自主导航系统应具备较高的精度和灵活性，以应对复杂的飞行环境。
10.应用扩展性：设计可拓展的无人机平台，以便后期根据需求进行功能的增加和改进。
例如，可以添加物资运输装置、激光测绘设备等，实现多种用途的应用。
通过以上设计方案，太阳能无人机可以更加高效地利用太阳能作为动力源，实现长时间持续飞行，并具备多种功能扩展能力，可以广泛应用于航拍、监测、农业等领域。
小型太阳能无人机技术特点及关键技术研究
小型太阳能无人机技术特点及关键技术研究郭彬新;马建超【摘要】在国内外太阳能无人机的发展现状基础上,总结了小型太阳能无人机技术特点,给出了概念设计阶段主要参数的估算公式.根据某小型太阳能无人机概念设计阶段的参数,分析了太阳能无人机的关键技术,并展望了未来太阳能无人机的发展方向..【期刊名称】《长沙航空职业技术学院学报》【年(卷),期】2013(013)004【总页数】4页(P44-47)【关键词】太阳能;无人机;技术特点;关键技术【作者】郭彬新;马建超【作者单位】中国电子科技集团公司第二十七研究所,河南郑州450005;中国电子科技集团公司第二十七研究所,河南郑州450005【正文语种】中文【中图分类】V279太阳能无人机以太阳辐射作为推进能源的无人机。
太阳能绿色环保，能源供应没有限制［1］。
太阳能无人机具有超长航时和高高空飞行能力，可执行战略级和战役级侦察任务，具备持久的情报收集和战场监视能力。
可完成目前一些低轨卫星执行的作战任务，但相比使用卫星，它成本更低，使用更灵活，具有可修复性，是当今世界各国无人机发展的重点［2］。
当然，太阳能无人机发展还处于起步阶段，它将面临许多新的技术特点和亟待解决的关键技术。
2002年7月14号，由美国太空总署资助研制的太阳能无人机“太阳神”在夏威夷试飞，它是首架完全靠太阳能驱动的飞机。
“太阳神”用碳纤维复合材料制造，整架飞机仅重五百九十公斤。
机身长二点四米，翼展达七十五米，装有六万五千片太阳能电池板;太阳能电池板输出电力驱动小型电机，带动机上十四个螺旋桨。
采用较轻的燃料电池，白天将产生的2/3的电能储存到燃料电池中以保证夜间飞行。
Solar impulse（太阳脉动）太阳能飞机，由瑞士等多国合作开发，翼展为61米，相当于一架空客A340的展长。
机翼承载了200平方米的太阳能电池面板，但机身仅重1500公斤，主题结构使用碳纤维和蜂窝复合材料。
平均飞行速度每小时70公里，巡航高度8500米，能适应零下40度的严寒。
用于农林侦察的太阳能无人机设计
用于农林侦察的太阳能无人机设计随着社会经济的不断发展，农林侦察的需求也日益增加。
为了提高农林侦察的效率和精度，太阳能无人机逐渐成为了一个备受关注的研究方向。
太阳能无人机以其清洁、环保、节能的特点，成为了农林侦察领域的一项新选择。
本文将就用于农林侦察的太阳能无人机进行设计，并详细介绍其技术特点和优势。
一、设计方案（一）总体方案本设计方案将采用多旋翼飞行器作为基本平台，搭载太阳能电池板，并配备相应的传感器和数据处理设备，以实现对农林资源的高效侦察和监测。
太阳能电池板将为无人机提供持续的动力支持，提高其续航能力和使用周期。
（二）技术指标1.飞行时间：太阳能无人机的飞行时间预计为8-10小时，可适应大范围的农林侦察需求；2.载荷能力：太阳能无人机的载荷能力预计为5-10千克，可搭载各类传感器和监测设备；3.通信距离：太阳能无人机的通信距离预计为10-20公里，可实现远程操控和数据传输。
（三）关键技术1.太阳能电池板：选用高效太阳能电池板，提高能量转化效率，为无人机提供稳定的动力支持；2.飞行控制系统：采用先进的飞行控制系统，实现精确的飞行轨迹控制和姿态稳定；3.载荷平台设计：设计稳定可靠的载荷平台，以适应不同传感器和设备的装载需求；4.数据处理系统：配备高性能的数据处理系统，实现对采集数据的实时处理和分析。
二、技术特点（一）太阳能供电太阳能无人机采用太阳能电池板供电，不需要外部电源支持，能够在阳光充足的环境下持续飞行和工作。
这使得太阳能无人机具有更大的飞行范围和持续时间，可以实现长时间、大范围的农林侦察和监测。
（二）多功能载荷太阳能无人机具有较强的载荷能力，可以搭载各类传感器和设备，实现对农林资源的多种监测需求。
红外热像仪可用于农作物生长状态的监测，高分辨率摄像头可用于森林火灾的预警，气象传感器可用于气象变化的监测等。
多功能的载荷使太阳能无人机能够适应不同农林侦察任务的需求。
（三）远程通信太阳能无人机配备高效的通信系统，可以实现远程操控和数据传输。
太阳能空天悬浮平台系统 CREATVOW CREATVOW 近年来随着空中侦探、监控
本发明主要利用可折 叠的太阳能光电系统 产生电能，再将电能 转化、存储、利用。
太阳能
（在平流层自动 跟踪太阳）
飞行高度28000米以 上，受气候的影响 小
可在空中停留 并安全工作数 年，可控制定 期降落检修
直径30米的本悬 浮平台可携带 800甚至超过 1000公斤的载荷
可有望应用于军事监控，气象、治安监控、 交通指挥、科学探索，尤其是未来的通讯 中继
太阳能空天飞行系统的研发背景·我们
而我们北大太阳能悬浮平台系 统研发团队正是在这一背景下，敏 锐地感受到类似太阳能飞机的太阳 能平流层悬浮平台系统对我国防安 全重要性，我们迅速组织成立了太 阳能平流层悬浮平台系统 项目小 组，经过几个月的努力，我们终于 凭借我们在发明创造领域积累的经 验，和太阳能光伏发电领域的深厚 功底，运用我们所摸索的一套潜在 发明规律，发明出一套超越目前国 内外所有太阳能飞机、太阳能平流 层悬浮装置的独特的太阳能平流层 悬浮平台系统的发明方案，经过多 次的推算和计算机模拟，该发明方 案的各个部分均符合科学原理且具 有显著的可操作性。
太阳能空天飞行系统的研发背景 （国内）
而我国在这方面还处于非 常初级的阶段，与国外的差距 极其悬殊，如果我们不加大太 阳能飞机、飞艇尤其能够在平 流层长期悬浮的高空太阳能平 流称悬浮飞行装置，那么我们 可能会在未来的军事竞争中蒙 受难以估量的损失（目前仅有 珠海珠海新概念航空器研究中 心、清华大学、山东航宇、等 几个单位从事这方面平流层飞 行器领域的研究 ）。
飞行高度4千米以下， 受气候的影响较大
可以飞行数天， 乃至数月
有效载荷较大， 可搭载上百公乃 至数吨
用于于科学考察、气象、航拍等，有望用 于军事和通讯中继平台
2022-2023学年1号卷A10联盟(2022级)高一上学期11月期中联考地理
2022-2023学年1号卷A10联盟（2022级）高一上学期11月期中联考地理2022年9月3日，由航空工业一飞院研制的“启明星50”大型太阳能无人机在陕西榆林首飞成功。
该无人机是以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机平台。
其利用太阳能可长时间留空飞行，执行高空侦察、森林火情监测等任务。
完成下面小题。
1. 关于太阳能利用的说法，正确的是（）A．太阳能属于地球的内部能量B．太阳能是因核裂变而形成的C．太阳能能量密集投资见效快D．太阳能替代石油有利于环保2．与东部沿海地区相比，在西北地区榆林应用大型太阳能无人机的优势在于（）A．科技雄厚B．晴天较多C．劳动充足D．地势平坦2022年9月6日，来自埃塞俄比亚、埃及等非洲8国的青少年通过网络视频与正在中国空间站执行任务的神舟十四号航天员进行“天宫对话”活动，互动场面气氛热烈，妙趣横生。
据此完成3～4題。
3. 关于人类进行宇宙探索的意义，错误的是（）A．探索生命起源B．揭示宇宙的形成与演化C．进行星际殖民D．探索空间环境对人类生存环境的影响4．通过网络视频进行“天宫对话”时，容易影响信号接收的是（）A．黑子B．日珥C．耀斑D．太阳风当地时间2022年9月7日，即将被拍卖的恐龙骨骼化石（如图）在法国巴黎展出。
据悉，该恐龙化石距今釣1.5亿年。
完成下面小题。
5．恐龙大量繁盛的地质年代是（）A．早古生代B．晚古生代C．中生代D．新生代6．恐龙繁盛的时期（）A．裸子植物极度兴盛B．蕨类植物大量繁盛C．蓝细菌大量爆发D．被子植物高度繁盛据中国地震台网正式测定，2022年9月5日12时52分在四川甘孜州泸定县发生6.8级地震，震源深度16千米。
此次地震造成多人遇难。
完成下面小题。
7. 此次地震的震源位于（）A．地壳B．上地幔C．下地慢D．地核8．地震波在传播中（）A．横波的传播速度较快B．纵波只能在固体中传播C．横波在经过莫霍界面时完全消失D．纵波在经过古登堡界面时速度突然下降威宁的平均海拔2200米，这个高度是国际公认的长跑运动员进行高原训练的最佳海拔高度。
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太阳能无人机平台 Prepared on 24 November 2020第21届“冯如杯”学术科技竞赛参赛论文科技发明制作类论文名称：太阳能无人侦察机项目编号：学院名称：航空科学与工程学院专业名称：飞行器设计与工程学生姓名：王斐然（）指导教师：孙康文北京航空航天大学二○一一年四月制作者承诺我保证本论文的工作由我和项目组的成员独立创作，保证本论文中不存在抄袭、剽窃、侵权、伪造、故意夸大等各种弄虚作假的行为。
我和项目组成员将遵守本届冯如杯参赛的有关各项规定。
并愿意承担因为个人原因而产生不良后果的责任。
申请者(签章)：2011 年04月01日摘要太阳能无人机作为飞行器的一种，是指以阳光、太阳能以及太阳可能存在的其他能量来作为动力和任务设备能源的飞行器。
以太阳能作为未来航空航天器的辅助能源乃至主能源，是人类具有方向性和前沿性的重要研究目标。
20世纪中期以来，太阳能飞行器研究已经成为世界航空航天业重点发展的新兴领域。
目前，以瑞士、美国为首的一些国家已经在这方面取得了长足发展，而国内受制于各种因素一直没有突破性进展。
本项目组希望在太阳能无人机的设计及应用上进行一些探索，尝试创造性解决太阳能无人机动力不足、能源管理等技术难题，为国内在此领域的研究提供一些借鉴。
本文旨在辅助实物，说明这样一架以太阳能为动力能源配给的小型无人机的设计过程、初步应用以及未来发展的前景。
关键词：太阳能无人机，空中侦察，太阳能电池，锂电池，能源管理AbstractSolar-powered plane is a kind of aircraft. It is powered by sunshine, solar power and any other energy that possibly released by the sun. Solar-powered aircraft has been one of the most cutting-edge technologies and is still an important research subject. Since the mid-20th century, solar-powered aircraft has been an key emerging area in world aviation industry. Currently, countries such as Switzerland and the US have achieved great success in this field, while there hasn't been any remarkable breakthrough in China due to various reasons. We hope to inquire a little into design of solar-powered airplane. We try to solve technical problems such as insufficient power, power management etc. And we hope that our work will provide reference for further research in this realmThis essay, with a model, aims at explaining the design process of such a small unmanned solar-powered aircraft and its development prospects.keywords: solar-powered airplane,air reconnaissance,solar cell,lithium cell,power management目录第一章 引言项目背景1.1.1太阳能太阳能（Solar Energy ），作为一种新兴的可再生能源，一般是指太阳光的辐射能量。
太阳能的利用有被动式利用（光热转换，如图1）和光电转换两种方式（如图2）。
人类以及自然界的各类生物所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。
自然界中最普遍的例子就是植物的光合作用，正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来；煤炭、石油、天然气等化石燃料虽然是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，但它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。
此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换而来的。
太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程而产生的能量。
地球赤道的周长大约为40000km ，而地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369w/m 2，从而可计算出地球获得的能量可达173000TW 左右；而在海平面上，太阳辐射强度的标准峰值强度为1000w/m 2，地球表面某一点24h 的年平均辐射强度为200w/ m 2，相当于有102000TW 的能量，在这些能量中包括了所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外），人类正是依赖这些能量维持生存。
图1 美国加州南部的太阳能热电厂图2 太阳能电池板阵列虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，但在太阳能在利用上仍然显现出众多弊端：(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 m2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。
而在冬季这一数字大致只有一半，阴天更是只有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，到达某一地面的太阳辐照强度既是间断的，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。
但是已投放应用的很多太阳能利用装置，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，还将受到经济性这一弊端的制约。
太阳能的这些特点使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制，同时这也是设计太阳能飞机所面临的最大挑战。
1.1.2太阳能电池太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
图3为利用太阳能电池板阵列发电。
太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。
这就是太阳能电池的工作原理——光电效应。
图 3 光伏发电太阳能电池的发展水平是决定太阳能无人机性能的根本。
目前在太阳电池的研究方面进步较快，各种材质的高效电池不断涌现，但航空领域对太阳能电池的要求并不仅仅是较高的转化效率，它还要求电池具有良好的物理特性，如耐高/低温变化、耐辐射、耐腐蚀、高可靠性等。
对比当前各种电池，高端单晶硅太阳能电池产品凭借其高效、无毒无污染、技术成熟等特性成为当前太阳能航空器中应用最为广泛的电池。
单晶硅太阳能电池在实验室里最高的转换效率为%，规模生产时的效率为18%。
在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了节省硅材料，目前已发展了多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池作为单晶硅太阳能电池的替代产品，但转换效率均低于单晶硅太阳能电池。
1.1.3太阳能无人机太阳能无人机是以太阳辐射作为推进能源的飞机。
太阳能无人机的能源动力系统（如图5）一般由太阳能电池组、锂电池、电动机、减速器、螺旋桨和控制装置组成。
由于太阳辐射的能量密度小，为了获得足够的能量，飞机上应有较大的摄取阳光的表面积，以便铺设太阳电池，因此太阳能无人机的机翼面积较大。
图5 典型太阳能无人机的能源动力系统示意太阳能无人机的工作原理是：白天，依靠机体表面铺设的太阳电池将吸收的太阳光辐射能转换为电能，维持动力系统、航空电子设备和有效载荷的运行，同时对机载二次电源充电；夜间，太阳能无人机释放二次电源中储存的电能，维持整个系统的正常运行。
如果白天储存的能量能满足夜间飞行的需要，则太阳能无人机理论上可以实现“永久”飞行。
太阳能无人机巡航时间长，飞行高度高，覆盖区域广，可以执行多种任务，具有常规飞行器不可替代的优点。
太阳能在航空器的应用研究，是我国新世纪航空工业重点发展的一个新领域，也是各国航空工业研究的一个新热点。
1974年11月4日，世界上第一架太阳能无人机sunrise I在4096块太阳能电池的驱动下，缓缓地离开了地面，这次成功的飞行标志着太阳能飞行时代的来临。
此后随着太阳电池效率、二次电源能量密度的提高，以及微电子技术、新材料技术等的发展，太阳能无人机终于驶上了飞速发展的快车道。
在上世纪90年代，我国也开始了对太阳能无人机的探索。
中国第一架太阳能无人机“翱翔者”号（如图6），是北京航空航天大学飞机设计与应用力学系（现为航空科学与工程学院）李晓阳博士和赵庸教授在1992年设计制造的，该机是中国历史上有记载的首架具有原创自主知识产权的太阳能飞行器（，，China）。
“翱翔者”号把阳光和太阳能研究以极低的成本提升到空中，其科学意义还包括通过技术/工程验证机的研制与相关实验，能够发现太阳能飞行器关键技术问题和利于找出解决问题的方法，为进一步研制实用的太阳能飞行器建立理论基础和累积工程实践经验。
这种先研制缩比验证机再研制全尺寸太阳能无人机的方法，有利于显着降低科研经费、缩短研制周期。
第四届中国国际航空航天博览会新闻发布会对外公布中国“绿色先锋”太阳能飞行研究计划（如图7），该计划目标是结合一种特殊型式的太阳能飞行器研制，系统地研究与太阳能飞行器相关的科学问题，为持续发展中国太阳图7 “绿色先锋”能动力飞行探索研究事业建立更全面的科学技术基础。
该项目在2005年做过一些试验后再无进一步消息。
近几年，国内虽然仍然有许多专家学者在研究太阳能无人机，但一直没有取得突破进展，而国外的太阳能无人机则在各方面的性能上突飞猛进。
国家高度重视新能源的开发与利用，太阳能无人机作为一个集科技、能源、实用价值于一身的发展点，有很大的研究价值。