在风机叶片或高空装置表面贴覆柔性光伏材料，实现风能与光伏能的协同发电。当叶片旋转或随风运动时，既采集风能驱动发电机，又利用阳光进行光伏发电，两者互不干扰。

风能部分效率约 25%，光伏部分在实际条件下约 15%–25%，整体系统综合效率可达 20%左右。

混合风光系统可通过热致次级流改善风场效率，总体提升约 30%^[1]。另有研究综述了仿生风能设计在提升流场效率方面的潜力^[2]。

2.AI 驱动的自适应风场

由众多可移动小型风机组成群体系统，通过 AI 控制实时优化布局与角度，提高整体风能利用率。

单机效率约 30%，通过群体优化可提升 20% 以上，整体效率可达 36%。

设计树状结构风能设备，叶片装载微型发电单元，通过仿生结构捕获风能并集中汇流发电。

单叶片效率 20%–30%，整体提升可达 36%。仿生叶片可提升效率 20–35%^[2]。

仿生叶片结构在风能捕获效率与降噪方面具显著优势^[2]。

仿照神经系统设计电网架构，将电网节点视作神经元、线路为突触，通过 AI 学习算法实现自适应能量调度^[3]。

其优势包括自学习、自修复和去中心化控制，可显著提高电网稳定性与响应速度。

理论上可减少 5–15% 的能量损耗，在高比例可再生能源接入下保持 99.99% 的稳定性。

深度强化学习与类脑芯片控制为该方向提供可行路径，使城市电网成为‘能源神经网络’^[4]。

灵感来自生物肌肉收缩储能机制，采用电活性高分子或碳纳米管纤维实现电能与机械能的双向转化^[5]。

该类储能具柔性、高响应和高循环寿命特征，适合短时调节与分布式储能应用。

实验能量密度约 1–10 Wh/kg，未来可达 100 Wh/kg，转换效率高达 80–90%^[6]。

6. 建材优化

1.气凝胶超级隔热材料 应用于墙和屋顶，可将建筑供暖制冷能耗降低40%以上^[7]

2.辐射制冷薄膜 替代部分空调，制冷能耗节省20%-40%）^[8]

3.相变材料：在墙体中加入这类材料，可在白天凝固时吸收储存热量，夜晚熔化时释放热量，自动平抑室内温度波动。

4.结构-功能一体化材料（BIPV）：研发兼具承重、保温、发电功能的复合材料，直接减少建筑材料的总用量^[9]

参考文献

1. Lin Y, et al. How thermally-induced secondary motions in offshore hybrid wind-solar farms improve wind-farm efficiency[J]. arXiv preprint, 2023.
2. Patel S, et al. Nature-Inspired Designs in Wind Energy: A Review[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2022, 168: 112784.
3. Li Q, et al. Bio-inspired neural networks for smart grid control[J]. IEEE Transactions on Smart Grid, 2022, 13(5): 4102–4114.
4. Chen Y, et al. Neuromorphic computing in renewable energy systems: a survey[J]. Energy Reports, 2023, 9: 205–217.
5. 7. Kim H, et al. Electroactive polymer-based artificial muscles for energy storage and conversion[J]. Advanced Materials, 2021, 33(47): 2101230.
6. 8. Liu Z, et al. Carbon nanotube fiber artificial muscles for high-performance energy storage[J]. Nature Nanotechnology, 2023, 18: 88–97
7. 李勇. 3 mm气凝胶材料的热阻性能研究[EB/OL]. 汉斯出版社, 2022. [2025-10-12]. https://www.hanspub.org/journal/paperinformation?paperid=53006.
8.  清华大学未来实验室. 智能建筑围护结构PEAC系统助力低碳住宅节能[EB/OL]. 清华大学建筑设计研究院, 2023-10-26. [2025-10-12]. https://cdh.sigs.tsinghua.edu.cn/2023/1026/c6381a91620/page.htm.
9.  晶科能源股份有限公司. 晶科能源BIPV组件性能与光伏建筑一体化应用[EB/OL]. 晶科能源官网, 2024. [2025-10-12]. 

https://www.jinkosolar.com