Солнечная энергия — самый чистый и неисчерпаемый из всех известных источников энергии. Солнечное излучение — это тепло, свет и другие виды излучения, испускаемые Солнцем. Солнечное излучение содержит огромное количество энергии и отвечает почти за все природные процессы на Земле. Энергия Солнца, несмотря на свою обилие, до недавнего времени была труднодоступна для непосредственного использования.
Солнечная энергия делится на две категории: тепловая и световая. Фотоэлектрические элементы (ФЭ) используют полупроводниковую технологию для преобразования световой энергии непосредственно в электрический ток, который может быть использован немедленно или сохранен в батарее для последующего использования. Фотоэлектрические панели сейчас широко используются, поскольку они очень универсальны и легко монтируются на зданиях и других сооружениях. Они могут обеспечить чистый, возобновляемый источник энергии, который может дополнять и, таким образом, минимизировать использование электроэнергии из сети. В регионах без централизованного электроснабжения, таких как отдаленные населенные пункты, пункты экстренной связи и т. д., энергия ФЭ может обеспечить надежное электроснабжение. Недостатком фотоэлектрических панелей является их высокая стоимость и относительно низкий коэффициент преобразования энергии (всего 13-151 ТВт·ч). Тепловая солнечная энергия, с другой стороны, имеет средний уровень эффективности в 4-5 раз выше, чем у ФЭ, и поэтому намного дешевле в пересчете на единицу произведенной энергии.
Тепловая энергия может использоваться для пассивного обогрева зданий с помощью определенных строительных материалов и архитектурных решений, а также непосредственно для нагрева воды для бытовых нужд. Во многих регионах солнечные водонагреватели в настоящее время являются жизнеспособным дополнением или альтернативой электрическому или газовому горячему водоснабжению.
Тепловая энергия, получаемая от солнца, может использоваться в различных целях, включая производство горячей воды, отопление помещений и даже охлаждение с помощью абсорбционных холодильных установок.
Использование солнечной и других возобновляемых источников энергии снижает зависимость от ископаемого топлива для производства энергии, тем самым напрямую сокращая выбросы CO2. Выбросы CO2 способствуют глобальному потеплению, экологической проблеме, которая сейчас вызывает серьезную озабоченность. Среднестатистическое домохозяйство может сократить выбросы CO2 на целых 201 тонну на 3 триллиона танзанийских шиллингов, установив солнечный коллектор.
Плоские солнечные тепловые коллекторы используются уже несколько десятилетий, но в относительно небольших количествах, особенно в западных странах. Вакуумные трубки также используются более 20 лет, но они значительно дороже плоских коллекторов и поэтому выбираются только для высокотемпературных применений или теми, у кого есть средства.
В последние годы объемы производства вакуумных труб резко возросли, что привело к значительному снижению производственных и материальных затрат. В результате вакуумные трубы теперь стоят примерно столько же, сколько плоские пластины, но благодаря своим теплоизоляционным свойствам они станут предпочтительным выбором для солнечных тепловых систем во всем мире.
