L'energia solare può essere utilizzata per generare elettricità (fotovoltaico) o per generare calore (solare termico). Sono tre le tecnologie principali per trasformare in energia sfruttabile l'energia del sole.
Il pannello solare termico sfrutta i raggi solari per scaldare un liquido con speciali caratteristiche che cede calore all'acqua contenuta in un serbatoio di accumulo.
Il pannello solare a concentrazione sfrutta una serie di specchi parabolici a struttura lineare per concentrare i raggi solari su un tubo ricevitore in cui scorre un fluido
I pannelli solari fotovoltaici convertono la luce solare direttamente in energia elettrica. Questi pannelli, non avendo parti mobili o altro, necessitano di pochissima manutenzione: in sostanza vanno solo puliti periodicamente. La durata operativa stimata dei pannelli fotovoltaici è di circa 30 anni. I difetti principali di questi impianti sono il costo dei pannelli e l'immagazzinamento dell'energia.
L'energia viene prodotta solo durante le ore di luce e quindi non è adatta per qualunque situazione, essendo l'elettricità una forma di energia difficilmente accumulabile in grandi quantità. Tuttavia la produzione da solare è maggiore proprio nei momenti di maggior richiesta, cioè durante il giorno e nelle stagioni calde, durante le quali può sopperire all'aumento di consumi dovuto agli impianti di ventilazione e condizionamento.
Attualmente i pannelli solari vengono utilizzati per fornire acqua calda (solare termico) e riscaldamento ad abitazioni e piccoli complessi. Si è tentato di realizzare centrali solari che, utilizzando turbine, convertissero il calore immagazzinato in energia elettrica ma questi esperimenti sono sostanzialmente falliti per la bassa resa di queste centrali rapportate con gli alti costi di gestione e con la discontinuità della fornitura elettrica. I pannelli fotovoltaici vengono utilizzati prevalentemente per alimentare dispositivi distanti dalle reti elettriche (sonde spaziali, ripetitori telefonici in alta montagna, ecc) o con richieste energetiche talmente ridotte che un allacciamento alla rete elettrica risulterebbe antieconomico (segnaletica stradale luminosa, parchimetri, ecc) e sconveniente dal punto di vista organizzativo.
Con le attuali tecnologie i pannelli fotovoltaici sono sensibili anche alla radiazione infrarossa (invisibile) dei raggi solari e dunque producono corrente anche in caso di tempo nuvoloso e pioggia. La quantità d'energia erogata è tuttavia variabile e difficilmente prevedibile, questa discontinuità rende difficile soddisfare in ogni momento la domanda di corrente.
L'installazione di pannelli fotovoltaici ha avuto il suo massimo sviluppo in Germania grazie ad una legislazione favorevole.
Attualmente la maggior parte degli studi si concentrano su nuove generazioni di celle fotovoltaiche dotate di una maggior efficienza di quelle attuali. Studi più ambiziosi puntano alla realizzazione di centrali solari orbitanti. Queste centrali dovrebbero raccogliere i raggi solari direttamente nello spazio e trasmettere la potenza assorbita sulla Terra per mezzo di microonde o raggi laser.
In tutto il mondo, sono attualmente allo studio nuove tecnologie e nuovi sistemi per sfruttare l'energia del sole allo scopo di creare le prime vere centrali solari.
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