Solarenergie ist die sauberste und unerschöpflichste aller bekannten Energiequellen. Sonnenstrahlung ist die Wärme, das Licht und andere Strahlung, die von der Sonne abgegeben wird. Sonnenstrahlung enthält große Mengen an Energie und ist für fast alle natürlichen Prozesse auf der Erde verantwortlich. Die Sonnenenergie war zwar reichlich vorhanden, aber bis vor kurzem schwer direkt zu nutzen.
Solarenergie kann in zwei Kategorien eingeteilt werden: Wärme und Licht. Photovoltaikzellen (PV) wandeln mithilfe von Halbleitertechnologie Lichtenergie direkt in elektrischen Strom um, der entweder sofort verwendet oder zur späteren Verwendung in einer Batterie gespeichert werden kann. PV-Module werden mittlerweile häufig verwendet, da sie sehr vielseitig sind und problemlos an Gebäuden und anderen Strukturen montiert werden können. Sie können eine saubere, erneuerbare Energiequelle darstellen, die den Stromverbrauch ergänzen und somit minimieren kann. In Regionen ohne Hauptstromversorgung wie abgelegenen Gemeinden, Notruftelefonen usw. kann PV-Energie eine zuverlässige Stromversorgung gewährleisten. Der Nachteil von PV-Modulen sind ihre hohen Kosten und ihre relativ niedrige Energieumwandlungsrate (nur 13-15%). Thermal Solar hingegen hat einen durchschnittlichen Wirkungsgrad, der vier- bis fünfmal so hoch ist wie der von PV und ist daher pro erzeugter Energieeinheit viel billiger.
Wärmeenergie kann verwendet werden, um Gebäude unter Verwendung bestimmter Baumaterialien und architektonischer Entwürfe passiv zu heizen, oder direkt, um Wasser für den Hausgebrauch zu erwärmen. In vielen Regionen sind Solarwarmwasserbereiter heute eine praktikable Ergänzung oder Alternative zur Strom- oder Gas-Warmwasserbereitung.
Die von der Sonne gewonnene Wärmeenergie kann für eine Reihe von Anwendungen genutzt werden, darunter die Erzeugung von Warmwasser, die Raumheizung und sogar die Kühlung mithilfe der Absorptionskühlungstechnologie.
Durch die Nutzung von Solarenergie und anderen Formen erneuerbarer Energien wird die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen für die Energieerzeugung verringert und somit der CO2-Ausstoß direkt reduziert. CO2-Emissionen tragen zur globalen Erwärmung bei, ein Umweltproblem, das jetzt Anlass zu großer Sorge gibt. Der durchschnittliche Haushalt kann den CO2-Ausstoß durch die Installation eines Solarkollektors um bis zu 20% reduzieren.
Thermische Solarkollektoren mit flacher Platte werden seit mehreren Jahrzehnten verwendet, jedoch nur in relativ geringer Anzahl, insbesondere in westlichen Ländern. Evakuierte Rohre werden ebenfalls seit mehr als 20 Jahren verwendet, sind jedoch viel teurer als die flache Platte und werden daher nur für Hochtemperaturanwendungen oder von Personen mit Geld gewählt.
In den letzten Jahren ist das Produktionsvolumen von evakuierten Rohren explodiert, was zu erheblich geringeren Herstellungs- und Materialkosten führt. Das Ergebnis ist, dass evakuierte Rohre jetzt im Preis einer flachen Platte ähnlich sind, aber mit den isolierenden Vorteilen des evakuierten Rohrs werden sie weltweit zur Standardwahl für thermische Solaranwendungen.
