Energie słoneczną można wykorzystać do produkcji elektryczności i ciepłej wody. W teorii energia ta może zapewnić ludzkości ciepło oraz światło w gospodarstwach domowych, a także stanowić napęd dla różnego rodzaju urządzeń, począwszy od pralki a kończąc na piecu hutniczym. Jest jednak zasadniczy minus pobierania i wykorzystywania energii słonecznej, a mianowicie skala przedsięwzięcia dla przykładu do wygenerowania 4000MW (tyle co moc elektrowni w Bełchatowie) potrzebna by była powierzchnia blisko 400km²na której rozmieszczono by ogniwa słoneczne, dodatkowo w odpowiednim regionie, gwarantującym stałe nasłonecznienie w ciągu roku jak w przypadku np. Kalifornii.

Plusy	Minusy
Słońce to praktycznie niewyczerpane źródło energii	Budowa i eksploatacja elektrowni słonecznej jest dużo bardziej kosztowna niż konwencjonalnej
Ropę, gaz, i węgiel trzeba wydobywać, energia słoneczna trafia do nas sama	Rozkład promieniowania Ziemi jest bardzo nierównomierny
Nie zanieczyszcza środowiska	W klimacie umiarkowanym największe zapotrzebowanie na energie występuje zimą, gdy nasłonecznienie jest niższe
Rejony o największym usłonecznieniu to zwykle pustynie niezdatne do zagospodarowania w inny sposób	Ilość wygenerowanej energii uzależniona jest od pogody (głównie zachmurzenia)

Ludzie wciąż poszukują efektywnego i przede wszystkim taniego sposobu wykorzystania ogromnego potencjału energetycznego, jaki niesie energia słoneczna. O to przegląd niektórych projektów, których celem jest pozyskanie i wykorzystanie energii docierającej do kuli ziemskiej bezpośrednio z powierzchni Słońca.

Ogniwo słoneczne - zbudowane jest z dwóch warstw półprzewodników. W jednej typu „n”, jest zgromadzony nadmiar elektronów, które mogą być przyjmowane przez drugą warstwę typu „p”. W momencie gdy nie ma światła, pomiędzy nimi panuje równowaga, natomiast pod jego wpływem, między warstwami półprzewodnika zaczynają przepływać elektrony w efekcie czego powstaje prąd elektryczny. Pojedyncze ogniwo generuje bardzo słaby prąd, dlatego też łączy się je w grupy, by mogły zasilać urządzenia o większym poborze prądu.

Żywa elektrownia – Rośliny również wykorzystują energię słoneczną w procesie fotosyntezy. Dzięki niej mogą dokonywać stałej transformacji CO₂i wody na biomasę. Rośliny stanowią odnawialne źródło drewna lub po odpowiednim przetworzeniu, gazu (metan) jak i alkoholu metylowego. Tak czyste ekologicznie paliwa można swobodnie wykorzystać w elektrowniach, a metan i metanol nawet jako paliwa samochodowe. Więc zamiast prowadzić rabunkową gospodarkę, warto zakładać specjalne plantacje bardzo szybko rosnących roślin. Dla przykładu dobrze przystosowana do klimatu umiarkowanego wierzba krzewiasta (Salix Viminalis), zwana potocznie energetyczną, rośnie ponad dziesięć razy szybciej w stosunku do naturalnego lasu. Dodatkowo wystarczające są dla niej gleby słabe, a jej wartość opałowa porównywalna jest z miałem węglowym.

Słoneczny staw - Odpowiednio zbudowany zbiornik wodny posiada ciemne dno, które pochłania promienie słoneczne. Zalegająca w nim woda układa się w dwie charakterystyczne warstwy, dolną silnie zasoloną, o dużej gęstości oraz górną o lekkim zasoleniu bądź wodzie słodkiej. Dolna warstwa absorbuje energię słoneczną i nagrzewa się, jej duża gęstość blokuje przenikanie ciepła ku górze. W wyniku tego temperatura przy dnie przekracza 60 stopni Celsjusza. Ciepło to zostaje oddane w wymienniku ciepła substancji odparowującej w stosunkowo niskiej temperaturze, a jej opary napędzają turbinę, ta natomiast generator. Tego typu elektrownia jest w małym stopniu wrażliwa na chwilowe braki w dostawie energii słonecznej (np. w nocy), ponieważ woda pochłania duże porcje energii dzięki czemu też wychładza się bardzo długo.

Wklęsłe zwierciadła - energię słoneczną można wykorzystać w pierwszej kolejności do wygenerowania ciepła, a w następnej dopiero do produkcji prądu. Najczęściej stosuje się do tego celu ustawione wokół wysokiej wieży heliostaty (paraboliczne lub płaskie zwierciadła). Kierują one promienie słoneczne na umieszczony na szczycie absorber, składający się z rurek wypełnionych sodem, litem czy też azotanem potasu. Pod wpływem skoncentrowanego promieniowania słonecznego temperatura substancji w rurkach absorbera sięga kilkuset stopni Celsjusza. Wydzielające się z niej opary, napędzają turbinę gazową, która połączona jest z generatorem prądu. Największa taka elektrownia znajduje się w pobliżu Barstow (pustynia Mojave) w USA. Dla przykładu w słoneczny dzień jej wydajność sięga 10 MW.

Słoneczny piec – urządzenie takie funkcjonuje już w Odeillo (francuskie Pireneje), najważniejszymi elementami tzw. słonecznego pieca jest ogromnych rozmiarów zwierciadło paraboliczne o szerokości 42 metrów, wraz z systemem 63 ruchomych heliostatów (płaskich zwierciadeł), ustawionych na terasach górskich zbocza. Heliostaty, sterowane komputerowo, kierują promienie słoneczne na powierzchnię zwierciadła, które ogniskuje ja na szczycie stojącej przed nim wieży. Obszar koncentracji ma średnice 40 cm, w którym panuje temperatura dochodząca do 3800^ºC (jest to piec właściwy). Jego podstawową zaletą jest brak emisji jakichkolwiek zanieczyszczeń. Piec właściwy wyposażony został w system rolet, dzięki którym można odciąć dostęp ciepła w ciągu 0,1 sekundy. W ten sposób można prowadzić badania nad wytrzymałością materiałów nie tylko w kontekście wysokiej temperatury ale także jej gwałtownej zmiany.

Energia wprost z kosmosu - Baterie umieszczone na okołoziemskiej satelicie dadzą nawet do 10 razy więcej energii niż instalowane obecnie na powierzchni Ziemi (efekt braku atmosfery w przestrzeni kosmicznej). Dlatego też specjaliści planują budowę kosmicznych elektrowni. Jeszcze śmielsze plany przewidują budowę kompleksu elektrowni na Księżycu. Zasadniczym problemem przy tym projekcie jest kwestia przekazywania uzyskanej energii na Ziemię, można by użyć do tego celu bardzo silnych stacji nadających fale ultrakrótkie z przestrzeni kosmicznej. Odbierane byłby one przez stacje odbiorcze na Ziemi, gdzie następowała by ich zamiana na prąd, za pomocą odpowiednich falowników. Musiałby one być zlokalizowane na obszarach o małym zaludnieniu gdyż fale te są szkodliwe dla człowieka. Takie rozwiązanie w teorii mogłoby pokryć zapotrzebowanie całej populacji ludzkiej na energię i jest możliwe od strony technicznej, jak postulują zwolennicy tego projektu. Ale na jego ewentualną realizację poczekamy jeszcze 30-50 lat.