Сонячна енергетика один з джерел отримання електроенергії не традиційним способом, тому відноситься до альтернативних джерел енергії. Сонячна енергетика використовує сонячне випромінювання і перетворює його в електрику або в інші види енергії. Сонячна енергія є не тільки екологічно чистим джерелом енергії, тому що при перетворенні сонячної енергії не виділяється шкідливих побічних продуктів, але ще енергія сонця самовідновлюється джерело альтернативної енергії.
Теоретично розрахувати, скільки можна отримати енергії від потоку сонячної енергії нескладно, давно відомо, що пройшовши відстань від Сонця до Землі і падаючи на поверхню площею 1 м² під кутом 90 °, сонячний потік на вході в атмосферу несе в собі енергетичний заряд рівний 1 367 Вт / м², це так звана сонячна постійна. Це ідеальний варіант при ідеальних умовах, яких як ми знаємо домогтися практично не можливо. Таким чином після проходження атмосфери максимальний потік який можна отримати буде на екваторі і становитиме 1020 Вт / м², але середньодобове значення яке ми зможемо отримати буде в 3 рази менше через зміну дня і ночі і зміни кута падіння сонячного потоку. А в помірних широтах до зміни дня і ночі додається ще і зміна пір року, а з ним і зміна тривалості світлового дня, тому в помірних широтах кількість одержуваної енергії скоротиться ще в 2 рази.
Переваги: 1) екологічність-не забруднює навколишнє середовище; 2) доступність-фотоелементи доступні у продажу не тільки для промислового використання, але і для створення приватних міні сонячних електростанцій; 3) невичерпність і саме восстанавливаемость джерела енергії; 4) постійно знижується собівартість виробництва електроенергії.
Недоліки: 1) вплив на продуктивність погодних умов і часу доби; 2) для збереження енергії необхідно акумулювати енергію; 3) менша продуктивність в помірних широтах через зміну пір року; 4) значне нагрівання повітря над сонячною електростанцією; 5) потреба періодично очищати поверхню фотоелементів від забруднення, а це проблематично через величезних площ, що відходять під установку фотоелементів; 6) також можна сказати про відносно високу вартість обладнання, хоч з кожним роком собівартість знижується, поки говорити про дешеву сонячної енергії не доводиться.
На сьогоднішній день розвитку сонячної енергетики пророкують велике майбутнє, з кожним роком все більше будуються нові сонячні електростанції, які вражають своїми масштабами і технічними рішеннями. Також не припиняються наукові дослідження, спрямовані на збільшення ККД фотоелементів. Вчені порахували, що якщо покрити сушу планети Земля на 0,07%, з ККД фотоелементів в 10%, то енергії вистачить більш ніж на 100% забезпечення всіх потреб людства. На сьогоднішній день вже використовуються фотоелементи з ККД в 30%. За дослідницькими даними відомо, що амбіції вчених обіцяють довести його до 85%.
Сонячні електростанції це споруди завданням, яких є перетворювати потоки сонячної енергії в електричну енергію. Розміри сонячних електростанцій можуть бути різними, починаючи від приватних міні електростанцій з декількома сонячними панелями і закінчуючи величезними, які займають площі понад 10 км.
З часу побудови перших сонячних електростанцій пройшло досить багато часу, за яке було здійснено безліч проектів і застосовано чимало цікавих конструкційних рішень. Прийнято ділити все сонячні електростанції на кілька типів:
1. Сонячні електростанції баштового типу.
2. Сонячні електростанції, де сонячні батарей є фотоелементи.
3. Тарілчасті сонячні електростанції.
4. Параболічні сонячні електростанції.
5. Сонячні електростанції сонячно-вакуумного типу.
6. Сонячні електростанції змішаного типу.
Дуже поширений тип конструкції електростанції. Являє собою високу баштову конструкцію на вершині, якої розташований резервуар, з водою пофарбований в чорний колір для кращого притягнення відбитого сонячного світла. Навколо вежі по колу розташовані великі дзеркала площею понад 2 м², вони все підключені до єдиної системи управління, яка стежить за зміною кута нахилу дзеркал, що б вони завжди відображали сонячне світло і направляли його прямо на резервуар з водою розташований на верхівці вежі. Таким чином, відбите сонячне світло нагріває воду, яка утворює пар, а потім цей пар за допомогою насосів подається на турбогенератор де і відбувається вироблення електроенергії. Температура нагріву бака може досягати 700 ° C. Висота вежі залежить від розмірів і потужності сонячної електростанції і, як правило, починається від 15 м, а висота найбільшою на сьогоднішній день становить 140 м. Такий тип сонячних електростанцій дуже поширений і перевага багатьма країнами за свій високий ККД в 20%.
Використовують для перетворення сонячного потоку в електрику фотоелементи (сонячні батареї). Даний тип електростанцій став дуже популярним завдяки можливості використання сонячних батарей невеликими блоками, що дозволяє застосовувати сонячні батареї для забезпечення електрикою, як приватних будинків, так і великих промислових об'єктів. Тим більше що ККД з кожним роком зростає і на сьогоднішній день вже існують фотоелементи з ККД 30%.
Даний тип сонячної електростанції має вигляд величезних супутникових антен, внутрішня сторона яких покрита дзеркальними пластинами. Принцип, за яким відбувається перетворення енергії, схожий з баштовими станціями з невеликою відмінністю, параболічна форма дзеркал обумовлює, що сонячні промені, відбиваючись від всієї поверхні дзеркала, концентруються в центрі, де розташований приймач з рідиною, яка нагрівається, утворюючи пар, який в свою чергу і є рушійною силою для невеликих генераторів.
Принцип роботи і спосіб отримання електроенергії ідентичний сонячним електростанціям баштового і параболічного типу. Відмінність складає лише конструктивні особливості. На стаціонарної конструкції трохи схожою на гігантське металеве дерево, на якому розвішані круглі плоскі дзеркала, які концентрують сонячну енергію на приймачі.
Це дуже незвичайний спосіб використання енергії сонця і різниці температур. Конструкція електростанції складається з покритого скляним дахом ділянки землі круглої форми з вежею в центрі. Вежа всередині порожня, в її основі розташовані кілька турбін, які обертаються завдяки виникає через різницю температур потоку повітря. Через скляний дах сонце нагріває землю і повітря всередині приміщення, а з зовнішнім середовищем будівлю повідомляється трубою і так як поза приміщенням температура повітря значно нижче, то створюється повітряна тяга, яка збільшується з ростом різниці температур. Таким чином, вночі турбіни виробляють електроенергії більше ніж днем.
Це коли на сонячних електростанціях певного типу в якості допоміжних елементів використовують, наприклад сонячні колектори для забезпечення об'єктів гарячою водою і теплом або можливе використання одночасно на електростанції баштового типу ділянок фотоелементів.
Сонячна енергетика розвивається високими темпами, люди, нарешті, то всерйоз задумалися про альтернативні джерела енергії, що б попередити неминуче насувається енергетична криза і екологічну катастрофу. Хоч лідерами в сонячній енергетиці, як і раніше залишаються США і Євросоюз, але всі інші світові держави поступово починають переймати і використовувати досвід і технології виробництва і використання сонячних електростанцій. Можна не сумніватися, що рано чи пізно сонячна енергія стане основним джерелом енергії на Землі.