在浩瀚的太阳系中，太阳是唯一能发出光和热的星体。浩渺空寂的宇宙黑暗而又寒冷，科学探测结果表明，宇宙空间的温度非常低，大约-273℃。太阳向宇宙空间源源不断地输送着光和热。
太阳是地球的能源之母，太阳给地球带来了无穷的光和热。除了原子能、地热和火山爆发的能量外，地面上大部分能源均直接或间接同太阳有关。如果没有太阳光的照射，地面的温度将会很快地降低到接近绝对零度，什么是绝对零度呢?绝对零度也就是-273.15℃。在这个温度下物体没有热能，人类和动植物都没办法生存。因为有太阳光的照射，地面平均温度才会保持在14℃左右，这样才符合人类和绝大部分生物生存的条件。
对于人类来说，光芒万丈的太阳无疑是宇宙中最重要的天体。太阳是地球的巨大、久远、无尽的能量之源。尽管太阳每秒钟照射到地球上的能量仅为其总辐射能量的二十二亿分之一，但也相当于500万吨标准煤。万物生长靠太阳，没有太阳，地球上就不可能有姿态万千的生命现象，当然也不会孕育出作为智能生物的人类。太阳给人们以光明和温暖，它带来了日夜和季节的轮回，左右着地球冷暖的变化，为地球生命提供了各种形式的能源。太阳提供了地球上的大部分能源，没有太阳的光和热，地球上就不会有石油、煤炭和天然气。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都来源于太阳。因此，太阳能可以分为广义的太阳能和狭义的太阳能两种说法。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能、化学能、水的势能等。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
因为太阳的质量很大，所以在太阳自身的重力作用下，太阳物质向中心聚集，中心的密度和温度很高，使它能够发生原子核反应。这些核反应是太阳能量之源，所产生的能量连续不断地向空间辐射，并且控制着太阳的活动。太阳从中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区和太阳大气。核反应区是太阳的核心，位于太阳半径四分之一的区域内，这里集中了太阳一半以上的质量。这里的温度大约1500万摄氏度，压力约为2500亿个大气压(1标准大气压=101.325千帕，下同)，密度接近158克/立方厘米。
太阳的核反应区产生的能量占太阳产生的总能量的99%，并以对流和辐射方式向外传送。在太阳内部，每时每刻都在进行由“氢”聚变成“氦”的原子核反应，这种反应能不停地释放出巨大的能量，并不断向宇宙空间辐射能量。氢聚合时放出伽马射线，这种射线通过较冷区域时消耗能量，增加波长，变成X射线或紫外线及可见光。
初出海平面的太阳
紧邻核反应区的是辐射区，辐射区的温度和密度都有所下降。辐射区的温度下降到13万摄氏度，密度下降为0.079克/立方厘米。在太阳核心产生的能量通过这个区域由辐射传输出去。在辐射区的外面是对流区(对流层)，对流区的温度和密度进一步下降，温度下降为5000℃，密度为8～10克/立方厘米。在对流区内，能量主要靠对流传递。
自古到今，太阳一直在源源不断地为地球提供能量。太阳本身的核聚变反应能够生成巨大的能源，这种核聚变可以维持几十亿至上百亿年的时间，因此，太阳将永远无私地为地球提供能源。
一、太阳能的利用途径
太阳能是一种清洁的可再生的巨大能源，就目前来看，太阳能利用途径主要有以下几种:
(1)利用太阳光照射，直接获取太阳光的热量，使水分蒸发。比如晾晒粮食、盐田制盐、晾晒衣物等。这种方法是最古老、最直接，也是最简单的太阳能利用方法。
麻风树
(2)光合作用，也就是太阳能的生物转化，通过植物的光合作用把太阳光转化成生物质能储存起来。太阳能通过光合作用进入生物系统。地球上每片绿叶都是一个太阳能集热器，它的面积远远超过其他形式的太阳能集热器面积。目前，许多国家和地区都在用这个办法生产绿色燃料。具体办法就是在不适合种植粮食作物的荒山、荒滩种植绿色植物，然后将收获回来的绿色植物进行生物或化学处理，就可以得到固体或液体燃料。比如我国南方种植的麻风树，可以用来制作生物柴油；木薯和甜高粱可以用来提取燃料乙醇。
(3)通过光热转换，把太阳光转换成热能加以利用。这种方法是利用集热器得到100℃以下的低温热源和1000℃～4000℃的高温热源。目前这种方法应用比较普遍，比如在生活中用的太阳能热水器、太阳灶、太阳房，空调、机械能输出、室内采暖、太阳能热发电等。一种是把太阳辐射能转换为热能，即“太阳热发电”。太阳能热发电有两种方法:一是采取办法把太阳光折射并集中加热，转换成为高温水蒸气，通过蒸汽涡轮机变换为电；二是可以采用抛物面形的聚光镜将太阳热集中，使用计算机让聚光镜追随太阳转动。后者的热效率很高，将引擎放置在焦点的技术发展的可能性最大。太阳热发电，全世界以以色列的技术最为先进。在工农业上的应用有太阳能干燥、太阳能冶炼、太阳能水泵等。此外，太阳能还可以用在海水淡化等方面。
(4)进行光电转换，把太阳光转换成电能加以利用。光电转换是利用太阳能的一个重要方法，至今仅有几十年的历史。光电转换就是通过光电器件将太阳光直接转换为电能，目前常用的有单晶硅、多晶硅、非晶硅光伏发电等，它的核心就是太阳能电池。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。目前太阳能电池只是作为小功率的特殊电源，应用在边远地区和电网难以覆盖的地区。
二、太阳能的储存
地面上接收到的太阳能受气候、昼夜、季节的影响，具有间断性和不稳定性。如果把太阳能储存起来，就像水库把水积蓄起来发电一样，将是一个很不错的办法。因此，把分散的太阳能储存起来变得十分必要，特别是对于大规模利用太阳能更为有利。太阳能可以直接储存，但是储存的能量有限。如果想有效储存太阳能，必须把太阳能转换成其他形式储存。目前因技术所限，大容量、长时间、经济地储存太阳能还比较困难。实际上，储存太阳能的道理比较简单，比如我们在日常生活当中，用暖水瓶来保存热水，就是一种对热量的储存。开水可以在暖水瓶里24小时或更长的时间不会降温。目前，储存太阳能的方法主要有以下几种:
1.直接储存
我国东北地区有一种暖墙，用土坯、砖或混凝土砌成，墙里面中空，墙的下面是火炉。在寒冷的冬天，点燃火炉，火炉的烟经过暖墙排到室外，暖墙被加热之后，热量储存在暖墙里，需要十几个小时之后才能冷却。这样白天烧火炉，解决了夜间取暖问题。北方地区的火炕，也起到储存热量的作用。同样道理，可以利用蓄热材料来实现太阳能的直接储存。太阳能的直接储存分为短期储存和长期储存两类。短期储存可以把太阳能储存几个小时或者几天；长期储存可以把太阳能储存几个月之久。例如太阳房的砂石，就可以起到短期储存太阳能的作用，白天吸收太阳辐射能量，用于夜间使用。
太阳池对太阳能的储存就属于长期储存。太阳池是一种具有一定盐浓度梯度的盐水池，可用于采集和储存太阳能。太阳光照射到太阳池的底部，太阳池底部的高浓度盐水吸收太阳光的热量之后，因为含盐的水密度大，不会和上面的水发生对流，这样高温的水始终保存在水池的底部。另外，水池上部的清水像一层厚厚的玻璃，把水池底部的长波辐射阻挡回去，使水池的热量不会流失。这样，太阳池就可以把太阳能长期储存了。
在实际应用中，水、沙、石子、土壤等都可作为储能材料，但储能有限。其中水的比热容最大，应用较多。在太阳能低温储存中常用含结晶水的盐类储能，太阳池就是应用这个原理。但在使用中要解决过冷和分层问题，以保证工作温度和使用寿命。太阳能中温储存温度一般在100℃以上、500℃以下，通常在300℃左右。适宜于中温储存的材料有高压热水、有机流体、共晶盐等。太阳能高温储存温度一般在500℃以上，目前正在试验的材料有金属钠、熔融盐等。1000℃以上极高温储存，可以采用氧化铝和氧化锗耐火球。
2.转化为电能储存
比直接储存更为先进的办法就是把太阳能转变为其他的能，再加以储存，这是目前比较常见的做法。比如利用太阳能发电，把发出的电输入蓄电池进行储存。电能储存比热能储存困难，常用的是蓄电池，正在研究开发的是超导储能。世界上铅酸蓄电池的发明已有100多年的历史，它利用化学能和电能的可逆转换实现充电和放电。铅酸蓄电池价格较低，但使用寿命短，重量大，需要经常维护。
近来开发成功少维护、免维护的铅酸蓄电池，使其性能有一定提高。目前，与光伏发电系统配套的储能装置大部分为铅酸蓄电池。镍—铜、镍—铁碱性蓄电池使用维护方便，寿命长，重量轻，但价格较贵，一般在储能量小的情况下使用。现有的蓄电池储能密度较低，难以满足大容量、长时间储存电能的要求。新近开发的蓄电池有银锌电池、钾电池、钠硫电池等。某些金属或合金在极低温度下成为超导体，理论上电能可以在一个超导无电阻的线圈内储存无限长的时间。这种超导储能不经过任何其他能量转换直接储存电能，效率高，启动迅速，可以安装在任何地点，尤其是消费中心附近，不产生任何污染，但目前超导储能在技术上尚不成熟，需要继续研究开发。
此外，也可以利用太阳能提水储能，白天利用太阳能把水从低处提到高处的蓄水池中，夜里从蓄水池放水，利用水的落差进行发电，就实现太阳能储存了。
3.化学储存
利用化学反应物吸收太阳热量，然后再通过化学反应放出热量，不失为一种很好的办法。这种储能方式有不少优点，比如储热量大，体积小，重量轻，化学反应产物可分离储存，需要时才发生放热反应，储存时间长等。化学储能的要求比较严格，真正能用于储热的化学反应必须满足以下条件:反应可逆性好，无副反应；反应迅速；反应生成物易分离且能稳定储存；反应物和生成物无毒、无腐蚀、无可燃性；反应放热量大，反应物价格较低等。对化学反应储存热能尚需进行深入研究，一时难以使用。
4.转化为氢能储存
储存太阳能除了以上办法之外，把太阳能转化为氢能储存也是一个好办法。氢能是一种高品位能源。太阳能可以通过分解水或其他途径转换成氢能，氢可以大量、长时间储存。它能以气相、液相、固相(氢化物)或化合物(如氨、甲醇等)形式储存。气相储氢量少时，可以采用常压湿式气柜、高压容器储存；大量储存时，可以储存在地下储仓、由不漏水土层覆盖的含水层、盐穴和人工洞穴内。液相储存具有较高的单位体积储氢量，但蒸发损失大。将氢气转化为液氢需要进行氢的纯化和压缩，正氢—仲氢转化，最后进行液化。固相储氢是利用金属氢化物固相储氢，储氢密度高，安全性好。目前，基本能满足固相储氢要求的材料主要是稀土系合金和钛系合金。金属氢化物储氢技术研究已有30余年历史，取得了不少成果，但仍有许多课题有待研究解决。我国对金属氢化物储氢技术进行了多年研究，取得一些成果，目前研究开发工作正在深入。
目前制氢的方法主要有以下几种:
(1)太阳能电解水制氢。电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法，效率较高，但耗电大，用常规电制氢成本比较高。
(2)太阳能热分解水制氢。将水或水蒸气加热到3000K(K是热力学单位，3000K约等于3273℃)以上，水中的氢和氧便能分解。这种方法制氢效率高，但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度。
(3)太阳能热化学循环制氢。在水中加入一种或几种中间物，然后加热到较低温度，经历不同的反应阶段，最终将水分解成氢和氧，而中间物不消耗，可循环使用。这种制氢方法存在的问题主要是污染环境。
(4)太阳能光化学分解水制氢。这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处，在水中添加某种光敏物质作催化剂，增加对阳光中长波光能的吸收，利用光化学反应制氢。
(5)生物光合作用制氢。科学家发现，蓝绿藻等许多藻类在无氧环境中适应一段时间，在一定条件下都有光合放氢作用。目前，由于对光合作用和藻类放氢机理了解还不够，藻类放氢的效率很低，目前还不能实现工业化产氢。
5.转化为机械能储存
太阳能转换为热能，推动热机压缩空气，能够储存太阳能。飞轮储能是机械能储存中最受人关注的。利用高速旋转的飞轮储能设想最早出现在20世纪50年代，但一直没有突破性进展。近年来，由于高强度碳纤维和玻璃纤维的出现，以及电磁悬浮、超导磁浮技术的发展，使飞轮转速大大提高，增加了单位质量的动能储存量。
6.塑晶储存
1984年，美国推出一种塑晶家庭取暖材料。塑晶学名新戊二醇，它和液晶相似，有晶体的三维周期性，但力学性质像塑料。它能在恒定温度下储热和放热，塑晶在恒温44℃时，白天吸收太阳能而储存热能，晚上则放出白天储存的热能。目前我国对塑晶也开展了一些实验研究，但尚未实际应用。
7.太阳能——生物质能转换
光合作用是植物、藻类和某些细菌利用叶绿素，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气的生化过程。通过植物叶片的光合作用，太阳能把二氧化碳和水合成有机物，并释放出氧气。光合作用是地球上最大规模转换太阳能的过程。我们现在大量应用的石油、煤炭都是远古光合作用固定的太阳能。虽然光合作用对太阳能的转换率很低，但是可以通过利用荒山荒地种植能源作物来间接扩大对太阳能的转换。
三、环保太阳能汽车
我们都知道，汽车最常用的燃料是汽油和柴油等，它们都是从石油中提炼出来的。但是，石油这种矿物燃料是不能再生的，总有一天会用完。因此，汽车将会出现“挨饿”的危险，人类将面临着能源的挑战。而且燃烧汽油的汽车是城市中一个重要的污染源头，汽车排放的废气包括二氧化硫和氮氧化物都会导致空气污染，影响我们的健康。现在各国的科学家正致力开发产生较少污染的电动汽车，希望可以取代燃烧汽油的汽车。但因为现在各大城市的主要电力都是来自燃烧化石燃料，使用电动汽车会增加用电的需求，也就是间接增加发电厂释放的污染物。从另一方面来说，石油本身就是一种宝贵的化工原料，可以用来制造塑料、合成橡胶和合成纤维等，把石油作为燃料烧掉了不但污染环境，而且十分可惜。因此，一些环保人士提倡发展太阳能汽车，太阳能汽车使用太阳能电池把光能转化成电能，电能会在蓄电池中存起备用，用来推动汽车的电动机。由于太阳能车不用燃烧化石燃料，所以不会放出有害物。据估计，如果由太阳能汽车取代燃汽车辆，每辆汽车的二氧化碳排放量可减少43%～54%。
太阳能汽车
太阳能发电在汽车上的应用可以有效地降低全球环境污染，创造洁净的生活环境，随着全球经济和科学技术的飞速发展，太阳能汽车也慢慢地变成了现实。早期的太阳能汽车诞生在墨西哥。这种汽车外形像一辆三轮摩托车，在车顶上架有一个装太阳能电池的大棚。在阳光照射下，太阳能电池给汽车提供电能，使汽车的速度达到每小时40千米，由于这辆汽车每天所获得的电能只能行驶40分钟，所以它还不能开太远的路。1984年9月，我国首次研制的“太阳号”太阳能汽车试验成功。这也表明了我国在研制新型汽车方面已达到世界先进水平。
现在世界上很多国家都在研制太阳能汽车，并经常进行交流和比赛。1987年11月，在澳大利亚举行了一次世界太阳能汽车拉力大赛，有7个国家的25辆太阳能汽车参加了比赛。赛程全长3200千米，几乎贯穿了澳大利亚的整个国土。在这次大赛中，美国“圣雷易莎”号太阳能赛车以44小时54分的成绩跑完全程，夺得了冠军。“圣雷易莎”号太阳能赛车虽然使用的是普通的硅太阳能电池，但它的设计独特新颖，有着像飞机一样的外形，可以利用行驶时机翼产生的升力来抵消车身的重量，而且安装了最新研制成功的超导磁性材料制成的电机，因此使这辆赛车在大赛中创造了时速100千米的最高纪录。
另外在2008年5月6日，世界首辆太阳能环球汽车——“太阳能的士”来到我国。这辆“太阳能的士”是世界上第一个以太阳能为动力进行环球旅行的交通工具。2008年9月9日，瑞士中学教师路易斯·帕尔马驾驶的一辆太阳能车抵达美国纽约。帕尔马驾驶的是辆三轮太阳能车，由瑞士苏黎世联邦理工大学等4所大学帮助帕尔马联合设计。14个月前，帕尔马从瑞士出发，驾驶着这辆太阳能车开始了他的环游世界之旅。这辆车后面拖着一个两轮板车，上面有一块采集太阳能的电池板。在穿越全球50多个国家的约50000千米行程中，太阳能为其提供50%的动力，另外50%则依靠沿途充电的蓄电池。这辆太阳能车的最高时速可达90千米。
太阳能汽车不仅节省能源，消除了燃料废气的污染，而且即使在高速行驶时噪声也很小。因此，太阳能汽车已引起人们的极大兴趣，并将在今后得到迅速的发展。阳光充足时，光电池的电能除了供给汽车行进以外，剩余的电力可以储存在蓄电池中，从而有效延长了该车的行程。专家认为，太阳能汽车将是21世纪颇有潜在实力、颇具发展前景的公路交通工具。
四、太阳能空调制冷
盛夏，烈日炎炎，我们都要开动空调，把室内温度降下来。人们都喜欢空调的凉爽，可是人们很少想到，传统的空调都是以电动的空调压缩机为基础的，耗电量很大，因此使用空调的费用也在日益增长。传统的空调系统必须在高峰时间内在最大功率下运行，在高温的夏季，成千上万部空调同时开动，会造成用电紧张的局面。太阳能空调的出现，给我们带来舒适环境的同时，也为我们节约了不少水电费。太阳能用于空调制冷，其最大优点就是季节匹配性好，即天气越热、越需要制冷的时候，太阳辐射越强，太阳能制冷系统的制冷量也越大。
太阳能制冷是近几年发展起来的一种新型太阳能利用技术，利用太阳能进行制冷可以有效降低常规制冷方法带来的巨额能源消耗，并减轻由于燃烧化石能源发电所带来的环境污染。目前太阳能制冷技术研究的热点是太阳能吸收式制冷、太阳能喷射式制冷和太阳能吸附式制冷。
1.太阳能吸收式制冷
吸收式制冷是利用两种物质所组成的二元溶液作为工质来进行的。这两种物质在同一压强下有不同的沸点，其中高沸点的组分称为吸收剂，低沸点的组分称为制冷剂。常用的吸收剂—制冷剂组合有两种:一种是溴化锂—水，通常适用于大型中央空调；另一种是水—氨，通常适用于小型空调。吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器组成。
我们以溴化锂吸收式制冷机为例来说明吸收式制冷工作原理。在制冷机运行过程中，当溴化锂水溶液在发生器内被热媒水加热后，溶液中的水不断汽化；水蒸气进入冷凝器，被冷却水降温后凝结；随着水的不断汽化，发生器内的溶液浓度不断升高，进入吸收器；当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的；在此过程中，低温水蒸气进入吸收器，被吸收器内的浓溴化锂溶液吸收，溶液浓度逐步降低，由溶液泵送回发生器，完成整个循环。
2.太阳能喷射式制冷
太阳能喷射式制冷的原理是利用太阳能集热器将工作流体直接或间接加热，将液体变成高温高压蒸汽。蒸汽经过喷射器由喷嘴加速，变成高速蒸汽射流而造成低压将蒸发器中的冷工质蒸汽吸入，在喷射器的混合管中和工作流体混合。混合后的工作流体和冷介质进入增压器增压，接着冷工质进入冷凝器、膨胀阀、蒸发器进行制冷循环，而工作流体则由冷凝器流出后被泵入热交换器加热。
3.太阳能吸附式制冷
太阳能空调
前面所说的太阳能吸收式制冷系统，实际上是将太阳集热器与吸收式制冷机联合使用，而太阳能吸附式制冷系统则是将太阳能集热器与吸附器合二为一，也可以说是将太阳能系统与制冷机合二为一，因此结构比较简单。太阳能吸附式制冷系统多用于冰箱、冷藏箱等。吸附式制冷是利用物质的物态变化来达到制冷的目的。太阳能吸附制冷系统主要由太阳能吸附集热器、冷凝器、蒸发储液器、风机盘管、冷媒水泵等部分组成。用于吸附式制冷系统的吸附剂—制冷剂组合可以有不同的选择，例如，活性炭—甲醇、沸石—水等。这些物质均无毒、无害，也不会破坏大气臭氧层。
目前，太阳能制冷技术与蒸汽压缩式制冷相比不是很成熟，但是因为其环保节能的特点，必定有良好的发展前景。目前，成本较高是制约其广泛应用的主要原因。太阳能制冷要降低成本，一方面要大力开发高效太阳能集热板，提高热力学性能；另一方面，要走产业化发展的道路。
五、利用太阳能发电
现有电力主要有火电、水电和核电三种。火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。化石燃料蕴藏量是有限的、越烧越少，正面临着枯竭的危险。另一方面，燃烧燃料会排出二氧化碳和二氧化硫，导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。建设水电站不但要淹没大量土地，还有可能导致生态环境被破坏，而且大型水库一旦塌崩，后果将不堪设想。另外，一个国家的水力资源也是有限的，而且还要受丰水期和枯水期的影响。核电在正常情况下是安全和清洁的，但是万一发生核泄漏，后果同样是非常可怕的。随着经济的发展和社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。照射在地球上的太阳能非常巨大，太阳照射在地球上大约40分钟的太阳能，就相当于全世界全年的能源消耗量。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源，而且太阳能发电绝对干净，对环境没有任何污染。所以对人类而言，最理想的新能源是太阳能，太阳能发电又是利用太阳能的最佳方式。
太阳能发电是指把太阳辐射能转化为电能。太阳能发电的方式有两种:一种是利用光发电，制造太阳能电池；另一种是利用热发电，建立太阳能电站。太阳能电站是用大面积集光装置(定日镜)把阳光聚焦到高塔顶上的蒸汽锅炉，高温使锅炉里的水变成蒸汽，推动涡轮发动电机发电。传热介质除水以外，还可用油、溶盐或液态钠。这种中心塔式电站要求集光装置能自动跟踪太阳。需要解决的问题是提高效率，降低成本。太阳能热发电是光—热—电转换方式。通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸汽，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程，后一个过程是热—电转换过程，和普通的火力发电是一样的原理。
太阳能热发电的缺点是效率很低而且成本很高，估计它的投资要比普通火电站高5～10倍。一座1000兆瓦的太阳能热电站需要投资20亿～25亿美元，平均1千瓦的投资为2000～2500美元。因此，它目前只能小规模地应用于特殊的场合，而大规模利用在经济上很不合算，还没有能力与普通的火电站或核电站竞争。
利用太阳光发电，也就是利用太阳能电池能量的光—电直接转换方式将太阳辐射能直接转换成电能。太阳能发电具有以下特点:①无枯竭危险；②清洁无污染；③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥获取能源花费的时间短。不足之处是:①太阳辐射能量密度小，需要占用较大面积；②获得的能源受四季、昼夜及阴晴等气象条件影响。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能发电具有极大优点，因此受到世界各国的重视，目前太阳能光伏发电已经广泛应用于航天、通信、军事、交通、城市建设、民用设施等诸多领域。
太阳能发电可以分散地进行，所以它适于各家各户分散进行发电。太阳能发电可以和电力公司联网，当各个家庭的太阳能发电满足自己的需要之后，还可以把富余的电卖给电力公司，不足时又可从电力公司买入。实现这一点的技术不难解决，关键在于要有相应的法律保障。现在美国、日本等发达国家都已制定了相应法律，保证进行太阳能发电的家庭利益，鼓励家庭进行太阳能发电。
美国和日本已经提出了庞大的太阳能发电方案。早在1980年，美国宇航局和能源部就提出在空间建设太阳能发电站的设想，准备在同步轨道上放一个长10千米、宽5千米的大平板，上面布满太阳能电池，这样便可提供500万千瓦电力，但这需要解决向地面无线输电问题。现已提出用微波束、激光束等各种方案，但是距离实际应用还有一段路程。日本提出太阳能发电的创世纪计划。准备利用地面上沙漠和海洋面积进行发电，并通过超导电缆将全球太阳能发电站联成统一电网以便向全球供电。据测算，到2050年、2100年，即使全用太阳能发电供给全球能源，占地也不过为186.79万平方千米、829.19万平方千米。829.19万平方千米才占全部海洋面积2.3%或全部沙漠的51.4%，甚至才是撒哈拉沙漠的91.5%，因此这一方案是有可能实现的。
从太阳能获得电力，须通过太阳能电池进行光电变换来实现。要使太阳能发电真正达到实用水平，一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本，二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。目前，太阳能电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳能电池变换效率最高，已达20%以上，但价格也最贵。非晶态硅太阳能电池变换效率最低，但价格最便宜，今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它的大面积组件光电变换效率达到10%，每瓦发电设备价格降到1～2美元时，便足以同现在的发电方式竞争。太阳能发电有很美好的前景，相信随着太阳能发电相关技术不断进步，太阳能发电的成本会逐步降低，达到实用的要求。
六、利用太阳能照明
一套基本的太阳能照明系统包括太阳能电池组件、充放电控制器、逆变器(直流光源不需要逆变器)、蓄电池和光源，既可直接产生低压直流电，也可通过逆变器转换成220V交流电，然后供给照明负载。
1.太阳能电池组件
如果我们看到过太阳能灯，就会注意到，在灯架的上方有一块倾斜的、面向阳光的蓝幽幽的平板，那就是太阳能板，也就是单晶硅或多晶硅太阳能电池组件。太阳能电池组件的作用是在太阳光的照射下，将太阳辐射能直接转换成直流电，存储于蓄电池内备用。
太阳能台灯
2.充放电控制器
在太阳能光伏照明系统中，需要有指挥协调部门，系统中的充放电控制器就起到这个作用，为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，使蓄电池能够快速、平稳、高效地充电，并在充电过程中减少损耗，尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生；另外还控制着光源的开、关时间。
太阳能手电筒
太阳能书包
3.逆变器
一般照明灯具需要的电流都是交流电，而蓄电池提供的电流却是直流电，因此在系统工作之前，必须把直流电转变为交流电。逆变器的作用就是将蓄电池提供的低压直流电逆变成220V交流电，供给交流光源使用。
4.蓄电池
蓄电池是将太阳能电池发出的直流电储存起来，供夜间照明使用。
5.光源
光源就是太阳能照明系统中的发光体，有节能灯、低压钠灯、LED光源等，一般为12V直流节能灯。除了太阳能灯之外，很多企业还生产出款式多样、小巧玲珑的太阳能手电筒。电筒上镶嵌一小块太阳能电池片，白天把电池片放在阳光下，接受几个小时的阳光照射，到了夜晚，太阳能手电筒就能发出明亮的光，为人们在夜间出行提供便利。
太阳能光伏照明系统的应用比较广泛，目前主要有太阳能路灯，太阳能庭院灯，太阳能草坪灯，太阳能杀虫灯，太阳能航标灯，太阳能景观灯，太阳能地埋灯，太阳能交通警示灯，太阳能灯箱、广告牌，太阳能野营灯，太阳能烟花灯，太阳能黄闪警示灯，太阳能应急照明灯，太阳能风光发电路灯，太阳能城市路标，高速公路太阳能诱导灯，太阳能交通路障警示灯，太阳能道钉等。
七、太阳能烟囱发电
科学研究结果表明，风力发电机的功率与桨叶直径的平方成正比，与桨叶数目多少无关。由于桨叶的长度有限，所以单机容量不可能很大。为获得大功率电力，科学家们提出利用人造旋风系统发电的设想。人造旋风系统发电也就是所说的太阳能烟囱发电。太阳能烟囱发电技术是被许多能源专家看好的一项新技术。太阳能烟囱发电系统由太阳能集热棚、太阳能烟囱和涡轮机发电机组3个基本部分所构成。太阳能集热棚由完全透明的大面积塑料薄膜或玻璃构成。太阳能集热棚建在一块太阳辐照强、绝热性能比较好的土地上；集热棚和地面有一定间隙，可以让周围空气进入系统；集热棚中间离地面一定距离处装着烟囱，在烟囱底部装有涡轮机。在阳光照射下，集热棚下面的土地吸收透过覆盖层的太阳辐射能，并加热土地和集热棚覆盖层之间的空气，使集热棚内空气温度升高，密度下降并流向高塔，气流在塔内形成旋风，使螺旋桨转动，带动发电机发电，并沿着烟囱上升，集热棚周围的冷空气进入系统，从而形成空气循环流动。
这种装置的发电容量没有技术上的限制，只要棚足够大，塔足够高，气流速度可达60米/秒，相当于人造飓风，发电功率可达上百万千瓦。
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