W Polsce słońce jest największym, najtańszym i najbardziej efektywnym źródłem energii odnawialnej. Jednocześnie energia promieniowania słonecznego jest najbardziej „czysta” z punktu widzenia ekologii, ponieważ przy jej wytwarzaniu nie powstają żadne zanieczyszczenia. Ma ona jednak pewne wady wynikające głównie z polskiego klimatu. Najwięcej energii można wyprodukować latem, bo aż 80% przypada na okres od kwietnia do września. W związku z tym pojawia się problem w okresie jesienno-zimowym.

Istnieje kilka rozwiązań pozwalających na pozyskiwanie energii słonecznej. Ogólnie systemy wykorzystujące energię promieniowania słonecznego można podzielić na systemy: pasywne (bierne) i aktywne (czynne).

Systemy bierne to takie, w których wytwarzanie energii odbywa się w sposób naturalny, bez użycia dodatkowych urządzeń. Są to bardzo proste i tanie rozwiązania, wykorzystywane obecnie przy projektowaniu każdego domu. Można do nich zaliczyć duże południowe okna, czy masywne elementy we wnętrzu lub szklarnie zespolone z budynkiem.

Natomiast w systemach aktywnych zmiana energii promieniowania słonecznego na energię użyteczną odbywa się w specjalnych urządzeniach np. kolektorach słonecznych (gdzie wytwarzana jest energia cieplna) czy ogniwach fotowoltaicznych (gdzie powstaje energia elektryczna).

Kolektory słoneczne

Za pomocą ciepła pochodzącego z promieniowania słonecznego, nagromadzonego w kolektorach ciepła, podgrzewana jest woda użytkowa. Energia słoneczna powinna pokryć 60-70% rocznego zapotrzebowania na ciepłą wodę. Niezbędny jest zbiornik o pojemności kilkuset litrów, aby gromadził ciepło i umożliwiał korzystanie z ciepłej wody również w okresie bez słońca czyli bez możliwości podgrzania jej na bieżąco, jak noc czy ranek.

Montujemy je na dowolnych dostępnych powierzchniach niezacienionych, przeważnie na dachach ponieważ tam nie zabierają dodatkowego miejsca a energia słoneczna najlepiej dociera do odbiornika. Ale równie dobrze można je umieścić na terenie wokół obiektu czy na elewacji. Jedynym ograniczeniem dotyczącym umiejscowienia jest ustawienie kolektorów w odpowiednim kierunku i pod właściwym kątem w stosunku do padającego światła. Aby uzyskać największą wydajność panele powinny być skierowane na południe i pochylone o 30-60 stopni, gdyż promienie słoneczne powinny padać prostopadle do odbiornika, a ze względu na zmienność kąta ich padania (pory dnia i roku) jest to najbardziej optymalne ustawienie.

Kolektor to jednak tylko urządzeni do przetwarzania energii słonecznej na energię cieplną, trzeba go jakoś włączyć w układ odbiorczy ciepła. Są na to dwie metody. Najprostsza metoda wykorzystuje do podgrzania wody wyłącznie kolektor. Jednak takie rozwiązanie sprawdza się tylko w krajach o bardzo dużym natężeniu energii słonecznej (np. w rejonie śródziemnomorskim), gdyż u nas by jej zabrakło lub w konkretnym momencie byłoby za dużo. W związku z tym trzeba przewidzieć dodatkowe źródło ciepła oraz zbiornik do magazynowania ciepła lub ciepłej wody. Metoda ta wykorzystuje dodatkowo konwencjonalne źródła (np. energię elektryczną lub kotłownie gazowe czy olejowe) lub ekologiczne (np. pompy ciepła). Takie układy nazywamy hybrydowymi lub biwalentnymi.

Jeśli spełnione będą wszystkie warunki prawidłowego funkcjonowania instalacji słonecznej, to jej koszt powinien się zwrócić po około sześciu latach.

Ogniwa fotowoltaiczne

Innym systemem, opartym na podobnych zasadach są panele fotowoltaiczne. Sposób i miejsce montażu są takie same jak w przypadku kolektorów gdyż tu również chodzi i zgromadzenie jak największej ilości energii słonecznej. Różnica polega natomiast na tym, że za pomocą ogniw fotowoltaicznych pozyskujemy energię elektryczną, a nie cieplną jak poprzez kolektory.
Wraz ze wzrostem napromieniowania ogniwa solarnego, wzrasta jego wydajność. Rano, wieczorem czy przy zachmurzonym niebie ich wydajność maleje, jednak nie spada do zera, ponieważ systemy fotowoltaiczne nie muszą być bezpośrednio oświetlone, działają również przy świetle rozproszonym.

Panele fotowoltaiczne składają się z pojedynczych ogniw solarnych, generujących napięcie elektryczne, pochodzące z promieniowania słonecznego. Proces ten oparty jest na bazie krzemu, z którego wykonywane są niemalże wszystkie ogniwa solarne. Jest on tanim i niemalże niewyczerpalnym surowcem, jednak przed wykorzystaniem w panelach musi zostać poddany obróbce.

Niestety fotowoltaika jest nadal najdroższą metodą wytwarzania energii elektrycznej w porównaniu z pozostałymi źródłami energii odnawialnej, można jednak skorzystać z dofinansowania na zakup i montaż urządzeń.

Mając świadomość rosnących cen energii elektrycznej , instalacje solarne mogą zapewnić swoim właścicielom wymierne oszczędności w domowym budżecie przy jednoczesnej ochronie środowiska. Koszty zakupu paneli ich instalacji zwracają się po kilku latach. Przewiduje się, że energetyka słoneczna będzie się dalej szybko rozwijać, gdyż jest to najczystsza technologia pozyskująca energię elektryczną. Poza procesem produkcji samych urządzeń, systemy te nie obciążają środowiska .