Solen er forutsetningen for alt livet på jorden. Solenergi er drivkraften bak de aller fleste energikilder, med unntak av geotermisk energi som stammer fra nedbryting av materiale i jordens indre og tidevann som er en følge av jordens rotasjon og månens tyngdekraft.
Solen driver klima og været og står dermed bak vannkraften, men vel så viktig er fotosyntesen som binder solenergi til planter og i neste omgang dyr. Det betyr at også de fossile energibærerne er lagret solenergi. Problemet med fossile energibærer er at for det ikke har vært mulig å nyttiggjøre seg energien uten å frigjøre stoffer som skader naturen og miljøet.
Solenergi
Solenergi har gjennom tidene vært benyttet i mange ulike måter. Hvis vi holder oss til vår kulturkrets kjenner vi til Sokrates solhus fra cirka 400 før vår tidsregning som ble bygd for å være varmt om vinteren og svalt om sommeren. Det ble oppnådd ved valg av materiale som kunne lagre varme og ved å orientere vindus- og døråpninger slik at man oppnådde avkjøling. Arkimedes brukte allerede i 212 før vår tidsregning speil til fokusering av solenergi.
Solenergi har blitt utnyttet tørking av ulike ting fra klær til korn og fisk. Sol ovner for tilberedning av mat ved hjelp av solenergi er viktige særlig i fattige land. I sin enkleste form er sol ovnen en kasse med glasslokk som passivt absorberer solenergien. I sterkt solskinn kan man oppnå temperaturer på godt over 100 °C i kokekar med svart overflate og tettsittende lokk. For å oppnå høyere temperaturer og kortere koketid må ovnen utstyres med en krum reflektor som konsentrerer solstrålene mot kjelen.
Utfordringen har vært å finne effektive måter å utnytte solenergien direkte uten å gå veien om energibærere som fossilt brensel.
I hovedsak kan energien fra solen utnyttes på to måter, enten til produksjon av varme eller produksjon av elektrisk kraft. Når det gjelder varmeproduksjon kan en skille mellom passive systemer og innretninger for å fange solvarme.
Passive systemer fungerer uten tekniske hjelpemidler. Et sydvendt vindu kalles av og til en passiv solfanger. I energieffektive passivhus kan sydvendte vinduer kombineres med massive bygningsmaterialer som lagrer varme om dagen og gir den tilbake om natten når temperaturen synker.
Solfanger
I en solfanger varmes en mørk, absorberende overflate opp av solenergien. Varmen transporteres bort med væske eller gass, slik at den kan utnyttes direkte til oppvarming av bygninger eller vann til forbruk. Solenergien kan også konsentreres med speil for å oppnå en høy nok temperatur til å drive en dampturbin som i neste omgang kan produsere strøm.
Den første solcellen ble utviklet på begynnelsen av 1800-tallet av Edmund Bequerel. Det tok imidlertid mer enn 100 år før interessen rundt utvikling og bruk av solceller skjøt fart. En solcelle omdanner solenergi direkte til elektrisk energi. Solceller utnytter at fotonene i lyset
Solceller brukes på mange områder. De har vanligvis blitt brukt der elektrisitet fra strømnettet ikke er tilgjengelig, slik som i avsidesliggende strøk, strømforsyning for satellitter, håndholdte kalkulatorer, sambandsutstyr og så videre.
Mengden solenergi som treffer Jorden i løpet av ett år, er om lag 15 000 ganger større enn hele verdens årlige energiforbruk. Den praktiske utnyttelse av solenergien er imidlertid avhengig av tilgangen på sollys.
Strålingen fra solen modifiseres av atmosfæren, som sprer lyset og demper enkelte bølgelengder. Dempingen varierer, avhengig av luftens innhold av gasser. Hvor mye av innstrålingen som står til rådighet for produktiv utnyttelse, avhenge av hvor man er på kloden. Ved polene står solen lavere på himmelen enn ved ekvator og solstrålene må derfor passere gjennom en større del av atmosfæren for å nå bakken. De fleste steder står solen høyere på himmelen om sommeren enn om vinteren. Dermed har solstrålene en kortere vei gjennom atmosfæren, og tilgjengelig stråling blir større. I tillegg spiller lokale forhold inn, som lokal skydannelse.