این انرژی كه می تواند برای گرم كردن شوفاژ و تولید الكتریسیته مورد استفاده قرار گیرد، در كشورهای مختلف دنیا در مرحله آزمایشی است. با توجه به وسعت دسترسی به این انرژی به نظر می رسد در آینده، انرژی خورشیدی بتواند به عنوان یكی از منابع ارزان در دسترس بشر قرار گیرد. درحال حاضر ۱۵/۰ درصد انرژی مورد مصرف آمریكا از خورشید تامین می شود. كشورهای اروپایی و سایر كشورهای صنعتی نیز مقدار كمی از انرژی مورد نیاز خود را از خورشید تامین می كنند.كره زمین انرژی خورشیدی را به صورت تابش خورشیدی دریافت می كند و مقدار این تابش به مراتب بیش از نیاز بشریت است. این منبع از تغییرات روزانه شناخته شده ای علاوه بر تغییرات فصلی برخوردارست و به طور قابل ملاحظه ای متاثر از وضعیت هواست. شدت تابش خورشیدی نسبتا كم و پیك (فراز) آن در حدود KW/mو۱۲ در سطح دریاست. تمام كشورها به این منبع به مقادیر مختلف دسترسی دارند. كاربرد انرژی خورشیدی كاملا متنوع است و شامل گونه حرارتی مستقیم (سیستم های عامل و غیر عامل)، تولید نیروی برق از طریق سیكل های ترمودینامیكی و تبدیل مستقیم به الكتریسیته با كمك سیستم های فتوولتائی PV می شود. انبار كردن انرژی خورشیدی در سیستم های حرارتی نسبتا ارزان است و بدین ترتیب منبع انرژی از زمان استفاده از انرژی بوسیله مصرف كننده جدا می شود.مقدار زیادی كارهای تحقیقاتی در ۲۰ سال گذشته در این زمینه انجام شده و حجم قابل توجهی اطلاعات در مورد تكنولوژی و كاربردهای انرژی خورشیدی به دست آمده است و پیشرفت های حیرت آوری در زمینه توجیه اقتصادی و مقرون به صرفه بودن این انرژی انجام گرفته است. اكنون، برخی از این كاربردها كاملا جنبه تجاری پیدا كرده است، ولی كاهش بیشتر هزینه ها كه از طریق تولید انبوه و توسعه تكنیكی میسر است، مورد نیاز است تا كاربردها گسترده تر شوند.

مزایای انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی از نظر محیط زیست بی خطر است، اگرچه استفاده متمركز در ابعاد وسیع می تواند منجر به اثرات زیست محیطی محلی شود. همچنین انرژی خورشیدی با شرایط فرهنگی متفاوت بخوبی پیوند می یابد. شماری محدودیت های اقتصادی و اساسی وجود دارند كه برای استفاده وسیع از این انرژی می بایست رفع شوند، اما با پشتیبانی كافی سهم این منبع انرژی در طول دهه های آتی ابعاد قابل توجهی خواهد یافت.

بهره گیری از انرژی خورشیدی

در عصر حاضر از انرژی خورشیدی توسط سیستم های مختلف و برای مقاصد متفاوت استفاده و بهره گیری می شود كه اهم آنها عبارتند از:

۱ – سیستم های فتوبیولوژیك: تغییراتی كه در حیات و زیست گیاهان و جانداران به وسیله نور خورشید و فتوسنتز ایجاد می شود، فرآیند تجزیه كود حیوانات و استفاده از گاز آن.

۲ – سیستم های فتوولتائیك: تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الكتریكی و سلول های خورشیدی.

۳ – سیستم های حرارتی و برودتی: شامل سیستم های تهیه آبگرم، گرمایش و سرمایش ساختمان ها ، تهیه آب شیرین، سیستم های انتقال پمپاژ ،سیستم های تولید فضای سبز (گلخانه ها) ، خنك كن ها و اجاق های خورشیدی ، سیستم های سردسازی ، برج های نیرو، خشك كن های خورشیدی و نیروگاه های خورشیدی.

سیستم های فتوولتائیك

سیستمی كه در آن انرژی خورشید بدون بهره گیری از مكانیزم های متحرك و شیمیائی، به انرژی الكتریكی تبدیل شود، اثر آن را فتوولتائیك می نامند. عاملی كه در این فرآیند به كار می رود، سلول خورشیدی نامیده می شود. حدود ۴۵ سال پیش برای اولین بار و به عنوان مولد الكتریكی در سفینه های فضایی از این سلول ها استفاده شد و مدتی است كه بهره گیری از آنها در زمین نیز متداول شده است. سلول های خورشیدی قادرند انرژی تشعشعی خورشید را با بازدهی معادل ۵ تا ۲۰ درصد مستقیما به الكتریسیته تبدیل كنند. اگرچه انرژی الكتریكی نوری هنوز به میزان كافی از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست، ولی در سالهای اخیر كاهش چشمگیری در هزینه های مربوط به بهره برداری از این سیستم ها مشاهده شده و انتظار می رود در آینده نیز با تحقیقات لازم و رفع سلول های نوری، كاهش قیمت ادامه یابد، ولی نباید فراموش كرد كه در مناطق دور و در جاهایی كه دسترسی به سوخت و الكتریسیته ارزان مقدور نباشد از سیستم های فتوولتائیك استفاده می شود. این سیستم ها را برق خورشیدی نیز می نامند.

سیستم های آبگرم خورشیدی

با توجه به میزان تابش خورشید، استفاده از انرژی خورشیدی به صورت كاربردهای حرارتی و تبدیل مستقیم به برق در مقایسه با انواع دیگر انرژی های تجدیدپذیر از اهمیت قابل ملاحظه ای برخوردار است. از میان كاربردهای حرارتی از انرژی خورشیدی، سیستم های آبگرم و گرمایش، چه به لحاظ تكنولوژی و چه به لحاظ برآوردهای اقتصادی در مقایسه با سایر كاربردهای حرارتی از انرژی خورشیدی در جهان بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. دلیل این ارجحیت در این است كه سیستم های آبگرم و گرمایش خورشیدی به دماهای متوسط نیاز دارند. سهم قابل ملاحظه ای از انرژی مورد نیاز برای تامین آبگرم و گرمایش ساختمان ها، با توجه به شرایط جغرافیایی، در بیشتر ماه های سال می تواند توسط انرژی خورشیدی تامین شود و به این لحاظ هر میزان جایگزینی كاربرد انرژی خورشیدی به عوض انرژی های فسیلی از اهمیت خاصی برخوردار است.