Сонце - лише одна з трильйонів зірок, але воно є джерелом енергії для кожної відомої тварини та самої Землі. Сонячної енергії, яку отримують кожні 40 хвилин, достатньо для задоволення цілорічних енергетичних потреб кожної людини.
Викопне паливо - нафта та вугілля - використовуються до такої міри, що запаси будуть вичерпані десь у другій половині наступного століття. Атомні електростанції, які колись вважалися хорошою альтернативою, виявилися ризикованими. Доказом цього стала ядерна катастрофа, яка сталася в 1986 році в Чорнобилі, в Радянському Союзі. Сонячна енергія є одним із найчистіших та найбезпечніших замінників викопного палива.
Сонячна енергія
Близько 30% сонячного випромінювання, що падає на Землю, відбивається атмосферою, а ще 20% поглинається. Таким чином, лише 50% проникає на земну поверхню, але це еквівалентно потужності близько 170 мільйонів найбільших електростанцій у світі. У сучасній сонячній печі сонячні промені спрямовані на нагрівання їжі. Вигнутий відбивач фокусує промені на їжі або її упаковці. Замість вигнутих дзеркал деякі сонячні печі використовують набір плоских точкових світильників, спрямованих на те, де знаходиться їжа. Подібний принцип застосовується в сонячних печах. Один з таких знаходиться в Мон-Луї, Франція. Одна його сторона має форму і покрита відбивачами, щоб створити величезне вигнуте дзеркало. У фокусі перед дзеркалом знаходиться камера, яка може нагрівати сонячні промені до 3000 градусів Цельсія, що є досить високою температурою, щоб розплавити більшість металів.
Сонячні будинки, що опалюються
Всі будинки частково нагріваються сонцем, але деякі спеціально розроблені, щоб максимально використати це безкоштовне джерело енергії. Таким чином, плата за опалення значно зменшується. Такий будинок має великі вікна збоку, де опівдні світить сонце, і набагато менші вікна з іншого, прохолоднішого боку. У деяких проектах жалюзі з теплоізоляційного матеріалу вночі закривають, щоб тепло, що надходило в будинок вдень, могло підтримуватися внизу. Сонячна енергія також використовується в будинку для нагрівання води. Сонце нагріває воду, що протікає через плоскі колекторні панелі, які працюють як перевернуті радіатори - вони поглинають випромінювання для нагрівання води. Панелі зазвичай розміщують на даху будинку і обертають, щоб захопити якомога більше прямих сонячних променів. Холодна вода прокачується через панелі і нагрівається випромінюванням, яке панелі поглинають.
Сонячні елементи
Сонячні елементи - це електронні пристрої, які використовують фотогальванічний ефект для перетворення світла в електричну напругу. Кожна комірка виробляє лише невелику напругу, тому необхідні набори взаємопов’язаних комірок, щоб забезпечити корисну подачу електроенергії. Клітини виготовляються з тонких листів напівпровідникового матеріалу, як правило, з силікону. Деякі сонячні елементи використовують інший напівпровідник, який називається арсенід галію. Ці клітини менш потужні, ніж виготовлені з силікону, але здатні працювати при значно вищих температурах. Це робить їх придатними для використання на супутниках, що піддаються впливу сильного сонячного світла в космосі. Сонячні елементи живлять більшість штучних супутників, а також використовуються для електронних калькуляторів та годинників. У 1981 році легкий літак Solar Challenger пролетів над Ла-Маншем, єдиним джерелом енергії якого було сонячне випромінювання. Цей невеликий літак мав крила, вкриті сонячними елементами, які забезпечували електроенергією живлення електричного гвинта. У Флориді, США, є громадська телефонна будка, що працює від набору сонячних батарей, розташованих на даху.
Енергія у віддалених районах
У деяких віддалених районах великі масиви сонячних елементів забезпечують більшу частину електроенергії, необхідної для ведення домогосподарств. Електроенергія з комірок використовується для зарядки акумуляторів, тому запас також доступний вночі. Сонячні елементи дуже надійні. Після встановлення вони практично не потребують технічного обслуговування і можуть залишатися в експлуатації на кілька років без перевірки. У Великобританії деякі безпілотні маяки живляться від сонячних елементів. Набори цих статей також використовуються для живлення деяких метеорологічних станцій без нагляду як вздовж узбережжя, так і в прибережних водах.
Електроенергія, отримана від сонячних елементів, залежить не від тепла, а від світла. Отже, можна використовувати сонячну енергію для підтримання маяка потужністю 360 кВт для посадки літаків на замерзлих пустирях Аляски. Фотогальванічні файли комірок використовуються для виробництва електроенергії для супутників зв'язку з 1960-х років. Ультрасучасна технологія фотогальванічних файлів буде знаходитися на борту американської космічної станції Freedom, яка може бути розміщена на орбіті Землі на рубежі століть. Високо над хмарами Freedom використовуватиме свої вісім фотогальванічних конструкцій крил для перетворення сонячного випромінювання в 75 кВт електроенергії.
У наступному столітті амбіційний проект, представлений американським інженером доктором Пітер Глейзер, він міг забезпечити енергію з космосу. Ідея доктора.
Глейзер такий, що ми мали б на орбіті навколо Землі флот із сорока супутників, оснащений величезними наборами сонячних елементів. Вироблена електроенергія буде перетворена в мікрохвильові печі та направлена на приймальні станції на Землі. Там мікрохвильові печі будуть перетворені назад в електрику. За даними Європейського космічного агентства, 40 супутників можуть забезпечити чверть електроенергії, необхідної для Європейського Співтовариства до 2040 року. Сильні промені мікрохвильової енергії від супутників буквально киплять будь-які птахи або неметалеві літаки, що пролітають крізь них. Однак багато вчених впевнені, що більша частина нашої енергії буде надходити від цих космічних електростанцій у майбутньому.