Il ricorso ai combustibili fossili porta molti problemi, dai danni alla Terra all'inquinamento dell'atmosfera e delle acque. L'energia solare offre energia senza la necessità di bruciare combustibili fossili. Nella sua forma base, non ha bisogno di una griglia di distribuzione perché scende dal cielo. È in fase di intenso sviluppo come fonte di energia elettrica, ma a volte le sue applicazioni possono essere molto più piccole e più semplici.

L'energia solare offre molti vantaggi

L'energia solare offre energia pulita. Non presenta il rischio di una fuoriuscita nucleare, ma in realtà è un rilascio di radiazioni, solo alcune delle quali sono luce visibile. Può essere ridimensionato a qualsiasi dimensione o complessità, dal riscaldamento di una stanza a una finestra per alimentare una griglia di utilità.

L'Unione degli scienziati interessati elenca numerosi vantaggi, a cominciare dall'energia solare inesauribile e gratuita. L'attrattiva della produzione di energia solare varia con l'economia degli investimenti in attrezzature e la concorrenza sui costi dei combustibili fossili. Scientific American stima che il costo dell'energia solare scenda al di sotto dell'attuale costo medio di energia entro il 2018 o il 2020.

Modi comuni per la raccolta dell'energia solare

Il calore radiante solare è facilmente catturato da semplici serre di vetro, e attraverso finestre residenziali. L'energia solare "concentrata" utilizza enormi matrici di specchi per focalizzare la luce solare su una torre centrale, che riscalda l'acqua per generare vapore che può essere utilizzato per generare elettricità.

Le celle fotovoltaiche convertono la luce solare direttamente in elettricità attraverso effetto fotoelettrico. La NASA descrive come i semiconduttori di silicio nelle cellule catturano energia dai fotoni della luce solare, che rimuovono gli elettroni nel semiconduttore, creando una corrente. I gruppi di celle formano moduli e i moduli si combinano in array più grandi. Questi possono essere configurati per produrre qualsiasi combinazione di tensione e corrente.

Applicazioni di energia solare su larga scala e su piccola scala

L'US Energy Information Administration definisce gli impianti solari "a scala di utilità" come quelli generando almeno un megawatt di elettricità. La California guida gli Stati Uniti nella produzione di energia solare; nel 2013, l'1,9% della potenza californiana proveniva dal solare, e nel 2014 il numero è più che raddoppiato al 5%. La US EIA mette la produzione di energia solare fotovoltaica del paese a 16.000 megawattora (MWh) nel 2005 e sale a 15.874.000 MWh nel 2014. Anche le applicazioni su piccola scala di energia solare si rivelano utili, come le unità da 5 watt installate su Ohio Highway Patrol incrociatori per alimentare le apparecchiature elettroniche di bordo senza la necessità di far funzionare il motore dell'auto, risparmiando così combustibile fossile e durata della batteria.

Una varietà di energia solare utilizza

Le Nazioni Unite stimano che in molti climi , i sistemi solari termici residenziali possono fornire dal 50 al 75 percento del fabbisogno di acqua calda di una famiglia. Piccole unità fotovoltaiche autonome possono alimentare i segnali di avvertimento lungo la strada o anche l'illuminazione del paesaggio, ma poiché sono fuori dalla rete, hanno bisogno di batterie per immagazzinare energia quando la luce del sole non è disponibile. Generalmente gli array di energia solare per uso residenziale si collegano alla rete come backup e hanno il vantaggio di consentire al proprietario di vendere energia in eccesso, in base alle normative dei fornitori di energia locali.