Сонячна енергія — енергія від Сонця в формі радіації та світла. Ця енергія значною мірою керує кліматом та погодою, та є основою життя. Технологія, що контролює сонячну енергію називається сонячною енергетикою

На верхні шари атмосфери Землі постійно поступає 174 PW сонячної радіації (інсоляції). Близько 6% інсоляції відбивається атмосферою, 16% поглинається нею. Середні шари атмосфери в залежності від погодних умов (хмари, пил, атмосферні забруднення) віддзеркалюють до 20% інсоляції та поглинають 3%.

Атмосфера не тільки зменшує кількість сонячної енергії, що досягає поверхні Землі, але і дифузує близько 20% з того що поступає, та фільтрує частину його спектру. Після проходження атмосфери близько половини інсоляції знаходиться в видимій частині спектру. Друга половина знаходиться переважно в інфрачервоній частині спектру. Тільки незначна частина цієї інсоляції припадає на ультрафіолетове випромінювання.

Абсорбція сонячної енергії через атмосферну конвекцію, випаровування і конденсацію водяної пари є рушійною силою кругообігу води та керує вітрами. Сонячне проміння абсорбоване океаном та суходолом підтримує середню температуру на поверхні Землі, що в наш час становить 14 °C. Завдяки фотосинтезу рослин сонячна енергія може перетворюватись в хімічну.

Сонячна енергія є джерелом енергії вітру, води, тепла морів, біомаси, а також причиною утворення протягом тисячоліть торфу, бурого і кам’яного вугілля, нафти і природного газу, однак ця енергія опосередкована і накопичена протягом тисяч і мільйонів років. Енергія Сонця може бути використана і безпосередньо, як джерело електроенергії і тепла. Для цього потрібно створити пристрої, які концентрують енергію Сонця на малих площах і в малих об’ємах. У цей час працюють нагрівальні пристрої, які акумулюють енергію Сонця, а також дослідні зразки електродвикунів і автомобілів, які використовують енергію Сонця

Проблемами паливного «голоду» переймаються не лише великі заводи і промислові об’єкти ЖКГ, а й пересічні громадяни. І воно не дивно. У Європі та Америці з 60-х років йде розробка альтернативних джерел опалення, зокрема, систем на основі сонячної енергії. За підрахунками вчених при грамотному застосуванні сонячної енергії з її допомогою можна забезпечити нагрів майже всієї води, що потрібна людству для споживання, а сонячні системи опалення та охолодження будинків можуть знизити потребу в енергії для цих цілей приблизно на 80%.

Головними чинниками, стримуючими масове впровадження сонячних систем опалення є дорожнеча установок акумулювання сонячної енергії та перетворення її в електрику або «спрямоване» тепло, а також небажання людей обтяжувати себе активною участю у процесі встановлення та експлуатації таких систем.

Адже для ефективної роботи будь-якої системи, призначеної використовувати енергію сонця, необхідно сприяння безпосередніх користувачів цих систем.

Системи опалення на основі енергії сонячного випромінювання

Велика частина енергії, яку ми отримуємо від сонця, надходить у вигляді короткохвильового випромінювання. Коли це випромінювання падає на поверхню твердого тіла або рідини воно поглинається і перетворюється на теплову енергію. Надалі акумулятор - тіло чи рідина- отримувач енергії, нагрівається і передає частину енергії навколишньому середовищу (повітрю, воді, іншим твердим тілам та рідинам) випромінюючи його на інші тіла, що мають більш низьку температуру. Але це випромінювання є вже довгохвильовим...І ланцюг продовжує працювати до встановлення балансу енергій між усіма «задіяними» тілами. Не занурюючись у складні фізико-хімічні процеси теплового перетворення та розрахунки можна з впевненістю сказати, що енергії сонця вистачить на все. Однак, її треба «впіймати» і заставити працювати.

За способом використання сонячної енергії системи сонячного опалення поділяються на:
· Активні;

 Пасивні.
У свою чергу пасивні системи поділяються на:

· Системи прямого обігріву – коли сонячні промені безпосередньо проникають в приміщення через вікна, горище тощо,

· Системи непрямого обігріву – коли перенесення теплоти в приміщення відбувається через проміжне теплове середовище: стіна або дах використовується як колектор і теплоаккумулятор;
· Системи ізольованого обігріву - в принципі, це проміжний вид між активними і пасивними системами, так як в них обігрів здійснюється за рахунок пристроїв, не пов'язаних функціонально з будівлею, але й не є спеціалізованими приладами.

До активних системам сонячного опалення відносяться різноманітні сонячні колектори. Найбільш ефективними є плоскі сонячні колектори з алюмінієвим корпусом, двома шарами скління і поглощательной панеллю з селективним покриттям, що забезпечує мінімальні теплові втрати колектора при променистому теплообміні, і вакуумовані трубчасті колектори з поглинаючим елементом з селективним покриттям і концентратором сонячного випромінювання.
Коефіцієнт корисної дії високопродуктивних плоских сонячних колекторів досягає 65%. Протягом 10-12 годин сонячного літнього дня при середній щільності сонячного випромінювання 500 Вт / м2 на 1 м2 площі колектора припадає 5-6 кВт / год енергії. З урахуванням втрат в трубопроводах (при хорошій ізоляції не більше 5-8%) і теплообміннику (8-12%) отримуємо 3 кВт / год / м2 теплової енергії.
Підігрів води в сонячному колекторі можна поєднувати з отриманням електричного струму для домашніх приладів за допомогою сонячного електричного фотоперетворювача (фотоелектричної станції). Найчастіше використовуються кремнієві фотоперетворювачі, що перетворюють поглинаються сонячні промені в постійний електричний струм. Фотоелектричну панель, що складається з послідовно з'єднаних модульних пластин сонячних панелей, монтують на даху, а також на південному, східному, західному фасадах будівлі. Надлишок денний сонячної енергії акумулюється для використання в нічні години і в похмурі дні. ККД кремнієвих батарей - близько 25%. Одержуваний постійний струм перетворюється на змінний для подачі в електромережу будівлі. Цю електроенергію, крім побутових приладів, можна використовувати і для роботи насоса перекачування теплоносія в сонячному колекторі. Таким чином, теплопостачання, гаряче водопостачання та електропостачання будинки будуть здійснюватися за рахунок неоплачуваної поновлюваного джерела - сонячної енергії.