از منبع نور خورشیدی چه استفاده هایی می توان کرد؟
صفحات خورشیدی در فضاپیما
فضاپیما که در بخش داخلی منظومه شمسی قرار گرفته است معمولاً برای تولید برق از نور خورشید، از صفحات خورشیدی فتوولتائیک استفاده می کند. در بخش بیرونی منظومه شمسی که در آن نور خورشید بسیار ضعیف است برای تولید قدرت کافی است، مولد گرما-الکتریکی ایزوتوپی (RTG ها) به عنوان یک منبع انرژی استفاده می شود. اولین فضاپیمایی که برای آن از صفحات خورشیدی استفاده شد ماهواره ی ونگارد ١ بود و توسط ایالات متحده در سال ١٩٥٨ راه اندازی شد. این موضوع عمدتاً به دلیل نفوذ دکتر هانس تسیگلر بود، او را می توان به عنوان پدر انرژی خورشیدی فضاپیما در نظر گرفت. او دوره تصدی ٣٠ ساله خود را در فورت مون ماوت (١٩٤٧-١٩٧٦) گذراند، تسیگلر ١٢ سال از عمر خود را در مقام اول به عنوان دانشمند ارشد به سر برد. نورپردازی در عکاسی
هر منبع نوری می‌تواند برای ایجاد افکت‌های زیبا و تعادل رنگی مناسب، با منابع دیگر ترکیب شود. درون استودیو این ترکیب می‌تواند نور فلش و تنگستن باشد. نورهای معمولی خانگی بعضی مواقع به عنوان نور مکمل استفاده می‌شوند. شمع‌ها نور گرمی دارند و سایه‌های نرمی را به وجود می‌آورند. نور چراغ قوه می‌تواند برای ایجاد افکت‌هایی مثل نقاشی با نور به کار رود. وقتی با مواد رنگی کار می‌کنید از کاربرد ژل‌های رنگی در جلوی منبع نور یا فیلترهای لنز دوربین به خاطر تغییر رنگ نور نترسید. اگر از خود نور عبور می‌دهد آن را استفاده کنید. ولی بهترین نور نور های طبیعی و مصنوعی هستند و نور های دیگر برای عکاسی خوب نیستند نوردرمانی
در حالی که نور خورشید کامل برای اختلال خلقی فصلی (SAD) [نیازمند منبع] ترجیح داده می‌شود، جعبه‌های نور ممکن است برای درمان این بیماری مؤثر باشند. جعبه‌های نور برای اختلال خلقی فصلی برای فیلتر کردن بیشتر نور UV طراحی شده، که می‌تواند باعث آسیب چشم‌ها و پوست شود. سازمان غذا و داروی آمریکا استفاده از جعبه نور را برای درمان اختلال عاطفی فصلی به دلیل نتایج نامشخص در مطالعات کارآزمایی بالینی مورد تأیید قرار نداده است. اما هنوزهم درمان با نور به عنوان فرم اصلی درمان اختلالات عاطفی فصلی دیده می‌شود. نور مستقیم خورشید، منعکس شده به پنجره‌ها ی خانه یا محل کار توسط یک دستگاه آینه‌ای قابل کنترل با کامپیوتر به نامheliostat یا خورشیدتاب نیز به عنوان یک نوع از نور درمانی برای درمان اختلال عاطفی فصلی استفاده می‌شود. این امکان وجود دارد که پاسخ به درمان با نوردر مورد اختلال عاطفی فصلی، وابسته به فصل باشد. مبتکر ایرانی این طرح علیرضا احمدیان است: اثربخشی فوتو توریسم در کنترل علائم اختلال افسردگی فصلی. تولید الکتریسیته
برعکس صفحات متمرکزکننده نور خورشید برای ایجاد حرارت، باتری‌های خورشیدی نور خورشید را به‌طور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. با این که استفاده از نور خورشید رایگان است و نور خورشید در بسیار از مناطق به راحتی قابل دسترسی است اما قیمت تمام شده برق تولیدی از این روش در مقایسه با تولید با روش‌های تولید انرژی الکتریکی در سطح کلان (نیروگاه‌ها) گران‌تر تمام می‌شود. همچنین راندمان پایین سلول‌های خورشیدی سیلیکونی (نزدیک به ۳۰٪) استفاده از آن‌ها را با مشکل روبه‌رو کرده‌است. امروزه از باتری‌های خورشیدی معمولاً در مناطق دورافتاده‌ای که امکان دسترسی به شبکه برق وجود ندارد یا به عنوان منبع الکتریکی تکمیلی در واحدهای مسکونی یا تجاری استفاده می‌شود. پیشرفت‌های اخیر در زمینه ساخت باتری‌های خورشیدی و همچنین یارانه‌های در نظر گرفته شده به وسیله انجمن‌های محیط زیست باعث شده تا روند پیشرفت و استفاده از این منابع روزبه‌روز رشد کند. تهویه مطبوع خورشیدی
سلول‌های فوتوولتاییک می‌توانند نیروی کلیه سامانه‌های سرمایشی برقی را چه با کمپرسورهای معمولی یا جذبی و جذب سطحی تأمین کنند، هرچند استفاده از کمپرسورها رایج تر می‌باشد. برای سامانه سرمایش مسکونی کوچک یا تجاری کوچک (کمتر از ۵ مگاوات ساعت\آمپر) سرمایش با مولد نوری رایجترین فناوری سرمایش خورشیدی بکار رفته می‌باشد. دلیل آن مورد بحث است، اما بیشترین دلایل بیان شده عبارتند از ساختار محرک، کمبود تجهیزات در ابعاد مسکونی برای دیگر فناوری‌های سرمایش خورشیدی، ظهور خنک‌کننده‌های برقی پربازده تر، یا آسانی در نصب نسبت به دیگر فناوری‌های سرمایش خورشیدی (همچون سرمایش تابشی). از آنجا که مقرون به صرفه بودن سرمایش مولد نوری به تجهیزات سرمایشی بستگی دارد و با در نظر داشتن بازده کم، روش‌های سرمایش برقی تا پیش از این، بدون یارانه‌ها این روش زیاد مقرون به صرفه نبوده‌است. اما کاربرد روش‌های سرمایش برقی پربازده تر واجرای برنامه‌های تسهیلات با بازپرداخت طولانی‌تر، این روند را تغییر می‌دهد. برای مثال یک دستگاه تهویه هوا با امتیاز ستاره انرژی آمریکایی ۱۰۰٬۰۰۰ و نسبت خوب ۱۴ برای بازده انرژی فصلی (SEER) حدود 7 kW نیروی برق برای سرمایش در یک روز خیلی گرم نیاز دارد. این نیاز به یک سامانه مولد برق خورشیدی 7 kW (با ظرفیت خورشید یابی صبح تا شب، و فصلی برای پوشش تفاوت زاویه ۴۷ درجه‌ای تابستان تا زمستان در حرکت خورشید) دارد. مولدهای نوری خروجی کامل خود را تنها در روزهای آفتابی دارند. خورشید
همواره نخستین منبع انرژی در زمین، نور خورشید بوده‌است. ثابت خورشید مقدار توانی است که خورشید در یکای سطح، در زمین آزاد می‌کند که ارتباط مستقیم با نور سفید دریافتی از خورشید دارد. ثابت خورشید در فاصلهٔ یک واحد نجومی از خورشید (برابر با فاصله‌ای که زمین یا نزدیکی آن تا خورشید دارد) تقریباً برابر با است. نور خورشید با گذر از جو زمین ضعیف تر می‌شود و توان کمتری را به سطح می‌رساند. در شرایطی که آسمان شفاف، و خورشید نزدیک سرسو باشد، توانی نزدیک به ۱۰۰۰ وات بر مترمربع بدست خواهد آمد. نور خورشید را می‌توان با کمک فرایندهای طبیعی و ساخت انسان مهار کرد. فرایند نورساخت در اندام‌های گیاهان انرژی نور خورشید را جذب می‌کند و آن را به صورت شیمیایی (اکسیژن و ترکیب‌های کاهش یافتهٔ کربن) آزاد می‌کند. همچنین انرژی انبار شده در نفت خام و سوخت‌های سنگواره‌ای، خود غیرمستقیم به انرژی خورشید و فرایند نورساخت وابسته‌است. علاوه بر روش‌های طبیعی با کمک ابزارهای ساخت انسان هم می‌توان یا مستقیم از گرمای خورشید بهره برد یا با کمک سلول‌های خورشیدی، نور خورشید را به انرژی الکتریکی دگرگون کرد.
انرپوس
همان‌طور که قبلاً ذکر شد، شهر Saint Pierre میزان زیادی از تابش خورشیدی را در طول سال دریافت می‌کند. این منبع طبیعی از انرژی در نتیجه مورد بهر برداری قرار گرفته‌است. هدف ساختن ساختمان انرژی مثبت ENERPOS به لطف پنل‌های خورشیدی بود، تولید فتوولتائیک باید حداقل برابر با مصرف انرژی ساختمان باشد. در حقیقت، از آنجایی که پنل‌های فتوولتائیک در بالای سقف استفاده شده‌اند، سطح کلی پنل‌ها در مقایسه با نیازهای انرزی بزرگتر از حد معمول شده‌اند تا از کل سقف در برابر تابش‌های مستقیم خورشیدی محافظت کند. مصرف پایین انرژی ENERPOS بیشتر از تعادل 365 m2 این پنل‌های خورشیدی ترکیب شده می‌باشد، و تولیدی کلیِ 71118kWh در یک سال را دارند. میزان اضافی انرژی، که بوسیلهٔ ساختمان مورد استفاده قرار نمی‌گیرد، به درون شبکه آزاد شده که در حدود 61kWh در سال می‌باشد. علاوه بر این، تمامی هزینه‌ها و ریسک‌ها ی مربوط به نصب این موارد بوسیلهی سازندگان تأمین می‌شود، همان‌طور که در قرارداد توافق شده‌است، و نه توسط مالک ENERPOS. (که در اینجا مالک ان دانشگاه جزیرهٔ Reunion می‌باشد) در عوض، دانشگاه جزیرهٔ Reunion تولید فتوولتائیک را به سازنده‌ای اجاره می‌دهد که از مزایای تغذیه برق به درون شبکه برای مدت ۱۵ سال بهره می‌برد. بعد از این مدت زمان، مالک ساختمان صاحب پنل‌های فتوولتائیک می‌شود. سلول خورشیدی نقطه کوانتومی
مزیت مهم سلول‌های خورشیدی نقطه کوانتومی این است که می‌تواند فوتون‌های بیشتری را از طیف‌های با طول موج بلند جذب کند و در نتیجه می‌تواند انرژی بیشتری را در خود ذخیره کند. انرژی خورشیدی
ایران با داشتن حدود ۳۰۰ روز آفتابی در سال جزو بهترین کشورهای دنیا در زمینه پتانسیل انرژی خورشیدی در جهان است. با توجه به موقعیت جغرافیای ایران و پراکندگی روستای در کشور، استفاده از انرژی خورشیدی یکی از مهم‌ترین عواملی است که باید مورد توجه قرار گیرد. استفاده از انرژی خورشیدی یکی از بهترین راه‌های برق‌رسانی و تولید انرژی در مقایسه با دیگر مدل‌های انتقال انرژی به روستاها و نقاط دور افتاده در کشور از نظر هزینه، حمل‌ونقل، نگهداری و عوامل مشابه است. آفتاب‌گیر
بسیاری از کشورها در اروپا اقدام به انتشار یک آیین‌نامه جدید ساختمانی نموده‌اند. در این آیین‌نامه‌ها سعی شده‌است با کاهش مصرف انرژی از این طریق با اثر گلخانه‌ای مقابله شود. یکی از مهم‌ترین عوامل مصرف انرژی در ساختمان، سرمایش است. با بکار بردن یک سایه‌بان مناسب می‌توان نیاز به سرمایش را به شدت کاهش داد یا حتی به کلی ازبین برد. خورشید از مهم‌ترین منابع گرما و نور است. گاهی اوقات طراحی، اندازه گذاری و کنترل یک سایه‌بان، کمی پیچیده و مشکل است. لوور آلومینیومی باید طوری طراحی شود تا گرمایش حاصل از اشعه مستقیم خورشید در طیف اصول گرم را کاهش دهد و درعین حال لوور آلومینیومی در طول فصل سرما مانع برای گرمایش خورشید نشود. برای رسیدن به این هدف می‌توان از نمودار خط سیر، محاسبه دقیق زاویه اشعه خورشید و تشکیل سایه در طول سال استفاده نمود. لوورها علاوه بر جلوگیری از تابش نورمستقیم خورشید، مهندسین معمار را در طراحی نمای زیبا کمک می‌نماید. در برخی ساختمانها یا محیطهای داخلی با تکیه بر زیبایی و طرح جذاب لوور برای پوشش نما یا معماری داخلی استفاده می‌شود. انرژی خورشیدی
سیستم‌های فتوولتاییک خارج از شبکه به‌طور سنتی از باتری‌های قابل شارژ برای ذخیره برق اضافی استفاده می‌کردند. در سیستم‌های متصل به شبکه، برق اضافی می‌تواند به شبکه انتقال ارسال شود، در حالی که می‌توان از برق استاندارد شبکه برای رفع کمبودها استفاده کرد. برنامه‌های مترینگ خالص این اجازه را به سیستم‌های خانگی می‌دهد که صاحب خانه به ازای مقدار برق تحویلی به شبکه اعتبار دریافت کند. کرومیسم
جذب نور و انتقال انرژی (یا تبدیل انرژی) شامل مولکول‌های رنگی است که می‌توانند انرژی الکترومغناطیسی را، معمولاً به شکل منبع نور لیزر ، به مولکول‌های دیگر در شکل دیگری از انرژی، مانند حرارتی یا الکتریکی، منتقل کنند. این رنگ‌های آدرس‌پذیر لیزری که جاذب‌های نزدیک به فروسرخ نیز نامیده می‌شوند، در تبدیل انرژی حرارتی، حساس‌سازی نور واکنش‌های شیمیایی و جذب انتخابی نور استفاده می‌شوند. نرم افزار‌ها عبارتند از ذخیره سازی داده نوری ، به عنوان طبیعی نوررسانها، به عنوان تحریک کننده در فوتوپزشکی ، مانند درمان فتودینامیک و درمان گرمانوری در درمان سرطان، در تشخیص عکس و فوتوترانوستیک و در غیر فعال سازی نوری از میکروب ها، خون و حشرات. جذب نور طبیعی خورشید توسط مواد/کروموفورهای کرومیک در سلول‌های خورشیدی برای تولید انرژی الکتریکی از طریق سلول‌های خورشیدی ، با استفاده از فتوولتائیک‌های معدنی و مواد آلی ( فتوولتائیک‌های آلی ) و سلول‌های خورشیدی حساس به رنگ (DSSC) و همچنین در تولید مواد شیمیایی مفید از طریق فتوسنتز مصنوعی استفاده می‌شوند. یک گرایش در حال توسعه، تبدیل نور به انرژی جنبشی است که اغلب تحت عنوان کلی ماشین های نور محور/مولکولی توصیف می‌شود. سوخت‌وساز
انرژی نور خورشید توسط گیاهان، سیانو باکتری‌ها، باکتری‌های بنفش، باکتری‌های گوگردی سبز و بعضی از آغازیان به دام می‌افتد. این فرایند اغلب همراه با تبدیل دی‌اکسید کربن به ترکیبات آلی، به عنوان بخشی از فرایند فتوسنتز می‌باشد که در ادامه بحث شده‌است. انرژی به دام افتاده و سیستم‌های تثبیت کربن می‌توانند به صورت جداگانه در پروکاریوت‌ها عمل کنند، به عنوان مثال باکتری‌های بنفش و باکتری‌های گوگردی سبز می‌توانند از انرژی خورشید در هنگام جابه‌جایی بین تثبیت کربن و تخمیر ترکیبات آلی به عنوان منبع انرژی استفاده کنند. در گیاهان، جلبک‌ها و سیانوباکتری‌ها، فتوسیستم II از انرژی نورانی برای جدا کردن الکترون از آب استفاده کرده و اکسیژن را به عنوان یک محصول زائد آزاد می‌کند. سپس الکترون‌ها به سمت مجموعه سیتوکروم ب۶اف جریان می‌یابند، که از انرژی آن‌ها برای پمپ پروتون‌ها در سراسر غشای تیلاکوئیدها در کلروپلاستها استفاده می‌کنند. این پروتون‌ها با تحریک ATPسنتاز دوباره از غشا به عقب برمی‌گردند. سپس الکترون‌ها به سمت فتوسیستم I جریان می‌یابند و می‌توانند برای کاهش کوآنزیم NADP+ برای استفاده در چرخه کالوین استفاده شوند که در ادامه بحث خواهد شد یا برای تولید بیشتر ATP بازیافت شوند. مؤسسه جهانی نور
مؤسسه جهانی نور از ترکیب لامپ سفید ال ای دی و منبع انرژی تجدیدپذیر با عنوان سلول‌های خورشیدی اما متناوباً ژنراتور یا مولد برق پدالی – نیروی محرکه آب کوچک یا توربین‌های بادی کوچک- سلول‌های خورشیدی برای ارائه برق در مناطق دور افتاده- مناسب هستند. در حالیکه لامپ‌های ال ای دی به دلیل بهره‌وری- دوام و هزینهٔ نسبتاً پایین انتخاب می‌شوند. بهره‌وری و کارایی لامپ‌ها به این معنی است که پنل‌های خورشیدی نسبتاً کوچک که هزینه را کاهش می‌دهد – مورد نیاز است. درحال حاضر حرکتی به سوی استفادهٔ لامپ کم مصرف (روشنایی فلورسنت فشرده) که با پیشرفت‌های فناوری اخیر مشخص شده‌است که نسبت به ال ای دی‌های سفیدکار آمدتر هستند. پیرهلیومتر
خورشید منبع اصلی انرژی فرازمینی زمین است. این امر پیامدهای مهمی در دو حوزه دارد. آب و هوا از یک سو و تولید انرژی با برداشت انرژی خورشیدی از سوی دیگر. تابش خورشیدی یکی از نیروهای محرک الگوهای آب و هوای زمین است و بنابراین عامل مهمی در مطالعات آب و هوا و اقلیم است. در چنین مطالعاتی، پیرهلیومترها اغلب با پیرانومترها ترکیب می‌شوند تا تمام اجزای تشعشع خورشیدی را اندازه‌گیری کنند. به‌طور کلی اندازه‌گیری پیرهلیومتر دقیق تر از اندازه‌گیری پیرانومتر است. این بدان معنی است که اندازه‌گیری‌های جداگانه تابش مستقیم و پراکنده دقیق‌ترین اندازه‌گیری تابش جهانی را ارائه می‌دهد. پیرانومترهای مدرن، مانند مدل‌های SR25 و SR30، با آفست صفر کم و پاسخ‌های جهتی تقریباً کامل، این استدلال را نامعتبر می‌کنند. با این حال، اندازه‌گیری‌های جداگانه تابش مستقیم، پراکنده و سراسری هنوز در نصب با دقت بالا مانند شبکه تابش سطح پایه (BSRN) معمول است. اندازه‌گیری هر سه مؤلفه به شما امکان می‌دهد تا با مقایسه تابش جهانی با تابش جهانی محاسبه‌شده از مستقیم و پراکنده، سازگاری داخلی را بررسی کنید. در صنعت انرژی خورشیدی، پیرهلیومترها، دوباره با اندازه‌گیری‌های پیرانومتر ترکیب شده‌اند، برای نظارت بر عملکرد نیروگاه‌های فتوولتائیک (PV). با مقایسه توان خروجی واقعی از نیروگاه PV با خروجی مورد انتظار بر اساس داده‌های تابش خورشیدی، راندمان نیروگاه PV را می‌توان تعیین کرد. پیرهلیومترها همچنین می‌توانند برای تعیین مناسب بودن مکان‌های بالقوه برای نیروگاه‌های PV استفاده شوند. در این مورد از پیرهلیومترها برای تعیین خروجی مورد انتظار یک نصب PV استفاده می‌شود. برای تأسیسات PV که از نور متمرکز خورشید استفاده می‌کنند، نظارت بر تابش مستقیم خورشید برای اطمینان از عملکرد صحیح نیروگاه ضروری است. در نهایت، یک پیرهلیومتر دقیق‌ترین روش را برای اندازه‌گیری مدت زمان تابش خورشید ارائه می‌دهد. سازمان جهانی هواشناسی (WMO)، ساعات آفتابی را به عنوان مجموع فواصل زمانی، (به ساعت) تعریف می‌کند که در طی آن تابش عادی مستقیم خورشید از آستانه ۱۲۰ وات بر متر مربع فراتر می‌رود. تابش، انتشار
تابش هسته‌ای کاربردهای فراوانی دارد. پزشکان از این تابش کشتن سلول‌های سرطانی استفاده می‌کنند و نیز طرز کار اندام‌های مختلف نظیر کلیه را به کمک مواد پرتوزا معاینه و بررسی می‌کنند. پزشکان باید مواظب باشند از مواد پرتوزا زیاد استفاده نکنند وگرنه ممکن است برای بیمار خطرناک باشد. فضاپیماها که به فواصل زیاد از خورشید در حرکت اند، از مواد پرتوزا برای تولید برق استفاده می‌کنند. از مواد پرتوزا به عنوان منبع‌های قابل نقل و انتقال و نیرومند گاما استفاده می‌شود. به کمک ترک خوردگی میله‌های فولادی ساختمان‌ها و پل‌ها را به روش پرتو ایکس مشخص می‌کنند. تاریخچه انرژی تجدیدپذیر
برای این کار مردمان محروم سلول‌های خورشیدی را بر روی بام خانه خود نصب می‌کنند. از سلول‌های خورشیدی در وسایلی مانند ماشین حساب استفاده می‌شود و در آینده و کمی هم در حالا ماشین‌هایی را اختراع کرده‌اند که با انرژی خورشیدی کار می‌کند.. خورشید بزرگترین منبع انرژی است و اگر نبود همه مردمان جهان و جانوران و گیاهان از بین می‌رفتند. دمای سطح خورشید حدود ۱۰ هزار درجه سانتی گراد است که ۳ برابر نقطه ذوب فولاد است و خورشید در هر ثانیه ۷۷۰ میلیون تن هیدروژن می‌سوزاند. انرژی خورشیدی مشکلاتی هم دارد: مانند هنگام شب و روزهای ابری نمی‌توانند از انرژی خورشیدی استفاده کرد و ساخت باتری‌های خورشیدی پر هزینه‌است. اما فواید انرژی خورشیدی:در مصرف سوختهای فسیلی صرفه جویی می‌شود انرژی خورشیدی هیچ گونه آلودگی ایجاد نمی‌کند؛ و انرژی خورشیدی هیچوقت تمام نمی‌شود؛ و موجب صرفه جویی در انرژی‌های فسیلی می‌شود؛ و انرژی خورشیدی رایگان است؛ و همه جا می‌توان از آن استفاده کرد. بیش از ۵۳۰ سال پیش ماشین‌ها در سراسر جهان در حال حرکت بود و با سوختهای فسیلی کار می‌کرد؛ و آلودگی فراوانی تولید می‌کرد ولی امروزه ماشین‌های خورشیدی روی کار امده‌است؛ و هنوز ماشین‌های خورشیدی کامل نشده‌اند و گران هستند؛ و به همین دلایل به دست مردم جهان نرسیده‌است. اجاقهای خورشیدی وجود دارد که می‌توان روی آن غذا پخت و برای منازل دور افتاده می‌توان از ان استفاده کرد؛ و روی آن سلول‌های خورشیدی است که نور خورشید را در یک نقطه متمرکز می‌کند؛ و برای نقاطی خوب است که آسمانی صاف دارند؛ و حداقل کمتر از اوقات ابری هستند. دمای خورشید آن قدر زیاد است که گاز هیدروژن را به هلیم تبدیل می‌کند. نیروی تجهیزات ماهواره‌ای از نیروی خورشید تأمین می‌شود؛ و معمولاً برای گرم کردن آب از دیگ بخار استفاده می‌شود؛ که می‌توان به جای آن از خورشید استفاده کرد. فتوولتائیک متمرکز
سیستم های فتوولتائیک کنسانتره مدرن با حداکثر کارایی در نور خورشید بسیار قوی (به عنوان مثال غلظت معادل صدها خورشید) ، تا زمانی که سلول خورشیدی با استفاده از غرق کننده ها خنک نگه داشته شود ، کار می کنند. نور پراکنده ، که در شرایط ابری و سایه رخ می دهد ، فقط با استفاده از اجزای نوری معمولی (به عنوان مثال لنزها و آینه های ماکروسکوپی) نمی‌تواند تمرکز زیادی داشته باشد. نور فیلتر شده ، که در شرایط مه آلود یا آلوده رخ می دهد ، دارای تغییرات طیفی است که باعث ایجاد عدم تطابق بین جریان های الکتریکی تولید شده در اتصالات سری متصل به سلول های فتوولتائیک چند اتصالی طیفی "تنظیم" (MJ) می شود. این شرایط فتولتائیک کنسانتره منجر به کاهش سریع در خروجی انرژی می شود در شرایط جوی کمتر از حد ایده‌آل است. بیش از یک دهه است که تحقیق و توسعه فتوولتائیک کنسانتره در بیش از 20 کشور دنبال می شود. مجموعه کنفرانس CPV-x سالانه به عنوان یک شبکه و تبادل نظر اصلی بین دانشگاه ، آزمایشگاه دولت و شرکت کنندگان در صنعت خدمت کرده است. سازمان های دولتی همچنین به تشویق تعدادی از فشارهای خاص فناوری ادامه داده اند. ARPA-E در اواخر سال 2015 از اولین دور بودجه تحقیق و توسعه برای برنامه MOSAIC (آرایه های سلول خورشیدی بهینه شده با مقیاس کوچک با غلظت یکپارچه) برای تقابل بیشتر با مکان و هزینه های موجود در فناوری فتوولتائیک کنسانتره موجود خبر داد. همانطور که در توضیحات برنامه ذکر شده است: "پروژه های MOSAIC به سه دسته تقسیم می شوند: سیستم های کاملی که با هزینه موثر میکرو CPV را برای مناطقی مانند مناطق آفتابی جنوب غربی آمریکا که دارای تابش خورشید مستقیم تابش عادی مستقیم (DNI) هستند ، ادغام می کنند. برای مناطقی مانند مناطق شمال شرقی و میانه غرب ایالات متحده که دارای تابش خورشیدی DNI کم یا تابش خورشیدی پراکنده هستند اعمال شوند و مفاهیمی که به دنبال راه حل های جزئی برای چالش های فناوری هستند. در اروپا برنامه CPVMATCH (تمرکز ماژولهای فتوولتائیک با استفاده از فناوری های پیشرفته و سلول ها برای بالاترین بازده) با هدف "نزدیک کردن عملکرد عملی ماژول های HCPV به مرزهای نظری" است. اهداف کارآیی قابل دستیابی تا سال 2019 برای سلول ها 48٪ و برای ماژول ها با غلظت> 800x بیش از40٪ تعیین شده است. کارایی ماژول 41.4٪ در پایان سال 2018 اعلام شد. آژانس انرژی تجدید پذیر استرالیا (ARENA) پشتیبانی خود را در سال 2017 برای تجاری سازی بیشتر فناوری HCPV توسعه یافته توسط Raygen گسترش داد. گیرنده های آرایه متراکم 250 کیلووات آنها قدرتمندترین گیرنده های CPV هستند که تاکنون ایجاد شده‌اند ، با کارایی PV 40.4٪ نشان داده شده و شامل تولید همزمان گرمامی شود. یک دستگاه خورشیدی با غلظت کم که شامل ردیاب داخلی خود می باشد ، توسط ISP Solar در دست ساخت است که کارایی سلول خورشیدی را با هزینه کم افزایش می دهد. طراحی روشنایی
طراحی روشنایی  در تأمین روشنایی در طی روز می‌توان از نور خورشید که دارای طیف کاملی بوده و سازگاری مناسبی با سیستم بینایی انسان‌ها از لحاظ فیزیولوژیکی و روانی دارد استفاده کرد. اما در کنار بهره مندی از نور روز می‌توان از نور الکتریکی یا ترکیبی از هر دو آن‌ها بهره گرفت. برق خورشیدی
آژانس بین‌المللی انرژی در سال ۲۰۱۴ پیش‌بینی کرد که تحت سناریوی «تجدیدپذیر زیاد»، تا سال ۲۰۵۰، فتوولتائیک خورشیدی و انرژی خورشیدی متمرکز به ترتیب حدود ۱۶ و ۱۱ درصد از مصرف برق در سراسر جهان را تأمین کنند و خورشید بزرگترین منبع برق جهان باشد. نصب بیشتر تأسیسات خورشیدی در چین و هند انجام می‌شود. در سال ۲۰۱۹، انرژی خورشیدی ۲٫۷٪ از برق جهان را تولید کرد که بیش از ۲۴٪ نسبت به سال قبل رشد کرده‌است. تا اکتبر سال ۲۰۲۰، هزینه ترازشده انرژی بدون یارانه برق برای انرژی خورشیدی در مقیاس تأسیسات شهری حدود ۳۶ دلار به ازای هر وات ساعت است. پنل خورشیدی
راندمان تبدیل پنل خورشیدی که نوعاً ۲۰ درصد است به وسیله گرد و غبار، دوده، گرده‌ها و ذرات دیگری که روی پنل جمع می‌شوند، کاهش می‌یابد. "پنل خورشیدی کثیف می‌تواند قابلیت توان خود را تا ۳۰ درصد در نواحی آلوده و پر گرد و غبارتر، پایین آورد". این نکته را سیموس کوران، پروفسور فیزیک دانشگاه هوستون و مدیر مؤسسهٔ نانو انرژی می‌گوید. او متخصص طراحی، مهندسی، مونتاژ نانو ساختارها است. برای آرایه‌های خورشیدی غیر "خود – پاک‌کننده"، پاکسازی معمولی و منظم از سوی کمپانی شیشه شوی حرفه‌ای یا افرادی که می‌توانند کار پاکسازی را به صورت برنامه‌ای منظم انجام دهند، صورت می‌گیرد. به گفته AI The Clear Chaice، که یک کمپانی کالیفرنیایی (در اصل) است و خدمات پاکسازی پنل خورشیدی انجام می‌دهد: "پنل‌های خورشیدی مثل پنجره‌ها یا شیشه‌های ماشین خانه یا کمپانی هستند. آن‌ها با باران و گرد و غبار و دود و خاکسترهای دودکش و فضولات پرنده برگ‌ها و سایر زباله‌های زیست‌محیطی، کثیف می‌شوند. این کثیفی از جذب نور خورشید به درون پنل‌ها می‌کاهد و راندمان آن‌ها را پایین می‌آورد. در نتیجه، انرژی کمتری برای استفاده در ساختمان شما یا برای فروش به کمپانی خدماتی شماست. انرژی خورشیدی
علاوه بر این، در دسترس بودن زمین تأثیر زیادی در انرژی خورشیدی موجود دارد زیرا صفحات خورشیدی فقط در زمینی قابل استفاده است که استفاده نشده و برای صفحات خورشیدی مناسب باشد. بام‌ها مکان مناسبی برای سلول‌های خورشیدی هستند، و بسیاری از افراد فهمیده‌اند که می‌توانند از این طریق مستقیماً در خانه‌های خود انرژی جمع کنند. مناطق دیگری که برای سلول‌های خورشیدی مناسب هستند، زمین‌هایی هستند که برای سایر کسب‌وکارها استفاده نمی‌شوند. کوره خورشیدی
کوره خورشیدی وسیله‌ای است که از تعداد بسیار زیادی آینه تخت که به صورت الکترونیکی کنترل می‌شود برای متمرکز ساختن نور خورشید در یک ناحیه کوچک جهت تولید دماهای بسیار بالا ساخته شده‌است. کوره خورشیدی به شکل بشقاب کاو (مقعر) و آینه‌ای و صیقلی (که نورهای تابیده شده به طرف خود را بازتاب می‌کند) است. نورهای تابیده شده از بی‌نهایت دور موازی هستند بنابراین همه آن‌ها بعد از بازتابش از نقطه خاصی به نام کانون می‌گذرند. پس در آن نقطه حرارت و گرما بسیار بالاتر از اطراف است. از این گرما برای تولید آب گرم و بخار آب گرم برای به راه انداختن توربین یک نیروگاه برق استفاده می‌شود. انرژی خورشیدی
اصول کار اجاق خورشیدی جمع‌آوری پرتوهای مستقیم خورشید در یک نقطه کانونی و افزایش دما در آن نقطه است. امروزه طرح‌های متنوعی از این سیستم‌ها وجود دارد که این طرح‌ها در مکان‌های مختلفی از جمله آفریقای جنوبی آزمایش شده و به نتایج خوبی نیز رسیده‌اند. استفاده از این اجاق‌ها به ویژه در مناطق شرقی ایران که با مشکل کمبود سوخت مواجه می‌باشند بسیار مفید خواهد بود. مجموعه انرژی صفر بدینگتون
نور روز: تمامی واحدهای مجموعه از نور روز بسیار خوبی برخوردار هستند. تمامی واحدهای مسکونی از ضلع جنوبی و واحدهای اداری از ضلع شمالی نور می‌گیرند. بهره‌گیری از نور روز باعث کاهش مصرف الکتریسیته و همچنین سلامتی ساکنین واحدها می‌شود. فتوولتاییک
سلول‌های فتوولتائیک با استفاده از اشعهٔ خورشید و سلول‌های خورشیدی، و با ایجاد اختلاف فشار الکتریکی در نیم‌رساناهایی که به‌طور مناسب ساخته شده‌اند الکتریسیته تولید می‌شود. امروزه مؤثرترین و ارزان‌ترین سلول‌های خورشیدی ماده‌ای به نام سیلیسم می‌باشد. ماسه یکی از منابع مهم سیلیسم بوده که پس از پالایش آن بلورهای سیلیسم بدست می‌آید و پس از بریده شدن به صورت صفحه آماده می‌شود. به عبارت دیگر سلول‌های فتوولتائیک که گاه نام سلول‌های خورشیدی نیز به آن اطلاق می‌گردد از پولک‌هایی ساخته می‌شوند که نور را مستقیماً به الکتریسیته تبدیل می‌کند. این پولک‌ها همانند ترانزیستور معمولاً از لایه‌های نازک یک مادهٔ نیم‌رسانا مانند سیلیکان با مقادیر کمی افزودنی‌های خاص به منظور ایجاد مازادی از الکترون در یک لایه و کمبودی از الکترون در لایهٔ دیگر ساخته می‌شوند. فوتون‌های نور در یک لایه الکترون‌های آزاد را به وجود می‌آورند و یک رشته هادی، الکترون‌ها را قادر می‌سازد که در یک مدار خارجی جریان یافته و به لایه‌هایی که فاقد الکترون است دسترسی پیدا کنند. پنل‌های فتوولتائیک از نیم‌رساناها ساخته شده و با اتصال سیلیکون‌های نوع P و N شکل می‌گیرند. وقتی نور خورشید به یک سلول فتوولتائیک می‌تابد، به الکترون‌ها در آن انرژی بیشتری می‌بخشد. با تابش نور خورشید الکترون‌ها در نیم‌رسانا پلاریزه شده، الکترون‌های منفی در سیلیکون نوع N و یون‌های مثبت در سیلیکون نوعP به‌وجود می‌آیند. بدین ترتیب بین دو الکترود، اختلاف پتانسیل بروز کرده و این امر موجب جاری شدن جریان بین آن‌ها می‌شود. از آنجا که سلول‌های PV کوچک، شکننده بوده و تنها مقدار کمی برق تولید می‌کنند آن‌ها را به صورت مدول شکل می‌دهند. مدل‌ها در اندازه‌های متنوع عرضه می‌گردند ولی برای سهولت جابجایی ابعاد آن‌ها به ندرت از ۹۰ سانتیمتر عرض در ۱۵۰ سانتی‌متر طول تجاوز می‌کند. هنگامی که دو سلول با مدول در یک ردیف متصل می‌گردند ولتاژ آ ن‌ها دو برابر می‌شود و هنگامی که به صورت موازی به یکدیگر متصل می‌شوند جریان برق آن دو برابر می‌گردد. فتوپلیمر
یکی از مزایای استفاده از فرآوری نوری این است که این عمل را می‌توان به صورت انتخابی با استفاده از منابع نوری پر انرژی به عنوان مثال لیزرها انجام داد،با این حال،اکثر سیستم ها به راحتی توسط نور فعال نمی‌شوند و در این حالت یک آغازگر نوری لازم است. آغازگر های نوری ترکیباتی هستند که در اثر مواجهه با نور به بخش های واکنش دهنده ای تجزیه می‌شوند که پلیمریزاسیون گروه های خاصی را روی الیگومرها را فعال می کنند . نمونه ای از مخلوطی که هنگام قرار گرفتن در معرض نور به صورت اتصالات عرضی به هم متصل می شوند در زیر نشان داده شده است. این مخلوط از مونومر استایرن و آکریلاتهای الیگومریک تشکیل شده است. معمولاً سیستم‌های فوتوپلیمر شده از طریق اشعه ماوراء بنفش فرآوری می شوند ، زیرا نور ماوراء بنفش دارای انرژی بالایی است. با این حال،توسعه سیستم های آغازگر های نوری مبتنی بر رنگ ، امکان استفاده از نور مرئی را فراهم کرده است ، که منجر به مزایایی همچون ایمنی بالا و راحتی کار در این فرآیند شده است. ردیاب خورشیدی
برای سامانه‌های فوتوولتاییک پنل مسطح، ردیاب خورشیدی برای تنظیم زاویه تابش با سطح استفاده می‌شود. هرچه نور قائم‌تر به پنل اصابت کند میزان برق تولیدی نیز افزایش می‌یابد لذا این دستگاه به صورت خودکار هنگام طلوع خورشید تا غروب پنل را در جهت خورشید تنظیم می‌کند. برکه خورشیدی
گرمای برکهٔ خورشیدی می‌تواند به عنوان منبع گرمایش شوفاژ استفاده شود. به دلیل ظرفیت حرارتی بالای آب، گرمای دریافتی می‌تواند تا مدت طولانی محبوس بماند. یک برکهٔ خورشیدی می‌تواند گرمای خورشید را در تابستان جذب کند و در پاییز یا زمستان برای گرمایش شوفاژ استفاده کند. در مواردی که در زمستان گرمای خورشید برای گرمایش کافی نباشد از پمپ حرارتی استفاده می‌شود. پمپ حرارتی می‌تواند با راندمان (ضریب عملکرد) ۲۰۰٪ تا ۵۰۰٪ آب را گرم کند. انرژی تجدیدپذیر
پمپ حرارتی وسیله ای است که انرژی گرمایی را از یک منبع گرما به مقصدی موسوم به «هیت سینک» یا «چاه حرارتی» تأمین می‌کند. پمپ‌های حرارتی برای جابجایی انرژی گرمایی در خلاف جهت جریانِ خودبه خودی گرما، یا جذب گرما از یک فضای سرد و انتشار آن به فضای گرمتر طراحی شده‌اند. پمپ حرارتی کمک خورشیدی نتیجه ادغام پمپ حرارتی و پنل‌های خورشیدی حرارتی در یک سامانه واحد است. به‌طور معمول از این دو فناوری به‌طور جداگانه (یا فقط با قرار دادن آن‌ها به صورت موازی) برای تولید آب گرم استفاده می‌شود. در این سامانه، پنل حرارتی خورشیدی کار منبع حرارت دما پایین را انجام می‌دهد و از گرمای تولید شده برای تغذیه اواپراتور پمپ گرمایی استفاده می‌شود. هدف این سامانه افزایش COP (ضریب عملکرد) و تولید انرژی به روش کارآمدتر و کم هزینه تر است. برکه خورشیدی
برکه خورشیدی یک برکه آب شور است که انرژی خورشید را به صورت گرما جذب می‌کند و تا مدت زیادی ذخیر می‌کند. این انرژی گرمایی می‌تواند برای تولید برق، گرمایش شوفاژ یا نمک‌زدایی آب شور استفاده شود. بازتابنده سهمی
از بازتابنده کننده‌های سهموی برای جمع‌آوری انرژی از یک منبع دور (به عنوان مثال امواج صوتی یا نور ورودی از ستارگان) استفاده می‌شود. از آنجا که اصول بازتاب قابل برگشت هستند، می‌توان از "بازتابنده‌های سهموی" برای برخورد تابش از یک منبع ایزوتروپیک به یک پرتو موازی نیز استفاده کرد. در اپتیک، از "آینه‌های سهمی" برای جمع‌آوری نور در تلسکوپ‌های بازتابنده و کوره‌های خورشیدی، و تولید پرتوی نور در چراغ قوه، چراغ‌های جلو، چراغ‌های جلوی صحنه و چراغ‌های جلو اتومبیل استفاده می‌شود. زیست‌توده
بخشی از تشعشع خورشید که به اتمسفر زمین می‌رسد، بواسطه فرایند فتوسنتز در گیاهان جذب و ذخیره می‌شود. ماکزیمم راندمان تبدیل انرژی خورشیدی در این فرایند بین ۵ تا ۶ درصد است. گیاهان به عنوان منابع ذخیره کربن هستند و دی‌اکسید کربن را از هوا جذب کرده و به صورت کربن ذخیره می‌نمایند. وقتی گیاهی توسط جانوری خورده می‌شود، بخشی از کربن موجود در گیاه خورده شده به انرژی تبدیل می‌شود و بخشی دیگر دربافت‌های زنده ذخیره می‌گردد. بخش سوم نیز با فضولات حیوانی دفع می‌گردد. در صورتی که چوب یا گیاهان سوزانده شوند، علاوه بر انرژی، بخش اعظمی از کربن ذخیره شده به صورت کربن دی‌اکسید آزاد می‌شود و بخشی نیز در خاکستر باقی می‌ماند. انرژی حرارتی خورشیدی
در بخش دمای بالا، از تمرکز نور خورشید با استفاده از آیینه و لنز(عدسی) برای تولید برق استفاده می‌شود. معماری خورشیدی
شناخت انرژی خورشیدی و استفاده از آن برای منظورهای مختلف، به زمان ماقبل تاریخ باز می‌گردد شاید به دوران سفالیگری، در آن هنگام روحانیون معابد به کمک جامهای بزرگ طلایی صیقل داده شده و اشعه خورشید، جهت روشن کردن آتشدانهای محراب استفاده می‌کردند، یا در دوران فراعنه مصر در دوره آمنوفیس پرنده‌یی نصب کرده بودند که به وسیلهٔ تابش خورشید صبحگاهی، پرنده به صدا در می‌آمد. لوله نوری
فیبرهای نوری به خوبی به عنوان برد فیبری برای کاربردهای تصویر برداری و به عنوان هدایت گرهای نوری برای یک محدوده وسیع از کاربردهای غیر تصویر برداری شناخته می‌شوند. در زمینه دوم، آن‌ها همچنین می‌توانند برای روشن کردن استفاده شوند: یک سیستم نورپردازی خورشیدی بر اساس فیبرهای نوری پلاستیکی در پیشرفت در آزمایشگاه ملی (Oak Ridge National Laboratory) در سال ۲۰۰۴ بود؛ این سیستم در موزه آمریکایی علم و انرژی، تنسی ایالات متحده آمریکا (American Museum of Science and Energy, Tennessee, USA) در سال ۲۰۰۵ نصب شد و برای عرضه در بازار همان سال توسط کمپانی هدایت نور خورشید آورده شد. با این وجود، این سیستم در بازار در سال ۲۰۰۹ جمع شده است. فیبرهای نوری همچنین در سیستم بجورک (Bjork) فروخته شده توسط نورپردازی خورشیدی استفاده می‌شوند. فیبرهای نوری در این سیستم از پلی متیل مت اکریلی ساخته می‌شوند و با مگولون (Megolon)، یک رزین ترموپلاستیک بدون هالوژن پوشانده می‌شوند. یک سیستم مانند این، با این وجود، کاملاً گران است. یک سیستم مشابه، اما با استفاده از فیبرهای نوری شیشه‌ای قبلاً در ژاپن مورد مطالعه بوده است. معمولاً با در نظر گرفتن قطر کوچک فیبرها، یک ترکیب روشن کننده کافی نیازمند یک جمع‌کننده سهمی شکل برای دنبال کردن مسیر خورشید است و بر روی نور خود تمرکز می‌کند. فیبرهای نوری در نظر گرفته شده برای انتقال نور به منظور انتشار به اندازه نور ممکن در هسته لازم است؛ در مقابل، فیبرهای نوری در نظر گرفته شده برای توزیع نور به منظور انسداد بخشی از نشت نور از طریق روکش خود طراحی شده‌اند. برکه خورشیدی
مواردی از برکه‌های خورشیدی در هند، اسرائیل، امریکا و اسپانیا ساخته شده و استفاده می‌شود. در ایران از نور خورشید برای گرمایش استخرهای تفریحی آب شیرین استفاده می‌شود (استخر خورشیدی). اکوشهر
در اکوشهرها برای کاهش فشار گازهای گلخانه ای از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند توربین بادی، صفحه خورشیدی و زیست گاز استفاده می‌شود. توربین‌های بادی قادر به تولید انرژی‌های تجدید پذیر برای مناطق محلی درون اکوشهرها و مناطق بزرگتر و علاوه بر آن مکملی برای منابع موجود هستند. از این گذشته با طراحی ساختمان‌های دارای سیستم تحویه طبیعی نیاز به تهویه مطبوع کاهش پیدا می‌کند و مصرف انرژی بناهای مسکونی و تجاری به شدت پایین می‌آید. اینطور به نظر می‌رسد که بسیاری از اکوشهرها استفاده از انرژی حرارتی خورشیدی را گسترش می‌دهند. با نصب کلکتور گرمایی خورشیدی قادر به تأمین آب گرم برای گرمایش فضاهای عمومی و خصوصی با کاهش وابستگی به دیگ‌های بخار گاز سوز می‌باشد. در حالی که به نظر می‌رسد انرژی حرارتی خورشیدی، منبع کارآمدتری از انرژی‌های تجدیدپذیر باشد، بسیاری از طراحان شهری به فتوولتاییک به عنوان یک منبع ماندگار انرژی نگاه می‌کنند. فتوولتاییک‌ها انرژی خورشیدی را مستقیماً به الکترسیته تبیدل می‌کنند. هر چند مقایسه هزینه‌های بالای مرتبط با توسعه این فن‌شناسی در مقیاس شهر با برگشت سرمایه آن، محدودیت‌هایی جهت استفاده ایجاد می‌کند. تکنولوژی زیست گاز نیز به عنوان منبع انرژی تجدید پذیر به حساب می‌آید که مواد آلی موجود در فاظلاب را به سوخت تبدیل می‌کند. سوخت خورشیدی
سوخت خورشیدی یک سوخت شیمیایی مصنوعی و سنتزشده است که به شیوهٔ مستقیم یا غیرمستقیم از انرژی خورشیدی نور خورشید یا گرما و حرارت خورشید، با استفاده از روش‌های فوتوشیمیایی یا زیستی (مانند فوتوسنتز مصنوعی که تا سال ۲۰۱۳ در مقیاس آزمایشی انجام گرفته‌است)، تولید می‌شود. تولید، تهیه و فرآوری سوخت خورشیدی، با هدف تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی شیمیایی، از طریق روش‌های مبتنی بر ترموشیمی و الکتروشیمی برای ایجاد واکنش‌های شیمیایی ویژه‌ای انجام می‌شود که با بهره‌گیری از نور و گرمای خورشید، با کاهش پروتون عنصر سنگین‌تر، هیدروژن تولید می‌کنند و یا کربن دی‌اکسید را به ترکیبات آلی تبدیل می‌کنند. کاتالیزگرهای نوری گوناگونی در دست طراحی، توسعه و تهیه هستند که این واکنش‌ها را به شکلی سازگار با محیط زیست ایجاد کنند. انرژی حاصل از سوخت خورشیدی، نمونه‌ای از انرژی تجدیدپذیر است. انرژی خورشیدی بر پایه فضا
از مزایای این روش نسبت به روش‌های دیگری مانند فتوولتاییک، می‌توان به این مواردی اشاره کرد، مثلاً بخشی از انرژی خورشیدی در راه از طریق اتمسفر، اثرات انعکاس و جذب از دست می‌رود. در این روش تجهیزات باعث می‌شود تا تغییرات جو زمین تأثیری بر انرژی دریافت شده نداشته باشد حتی هنگام شب که نور خورشید به زمین نمی‌تابد، در فصل زمستان، در هوای برفی و بارانی که نور خورشید به زمین کم‌تر می‌تابد، می‌توان انرژی خورشیدی را بر روی ماهواره‌ها به میزان چشم‌گیری دریافت کرد. انرژی تجدیدپذیر
دستگاه‌های AuREUS, که بر اساس ضایعات محصولات کشاورزی ساخته شده‌اند، می‌توانند نور ماورا بنفش خورشید را جذب کرده و به انرژی تجدیدپذیر تبدیل کنند. تولید در فضا
انرژی خورشیدی یک منبع انرژی در دسترس برای فرایندهای حرارتی فراهم می‌کند. با استفاده از گرمای انرژی خورشید، می‌توان موادی را ذوب کرد و از حرارت آن‌ها برای ساخت سازه‌های پایدار استفاده کرد. خاک انبوه از ماه یا سیارک‌ها میزان آب بسیار کمی دارد، لذا با ذوب کردن آن‌ها می‌توان مواد شیشه ای بسیار مقاوم تولید کرد. برای ساخت محل‌هایی برای سکونت روی ماه یا سایر سیاره‌ها می‌توان از این جامدات شیشه ای مقاوم استفاده کرد. انرژی خورشیدی را با استفاده از مجموعه ای از آینه‌های قابل هدایت می‌توان در مکان مورد نیاز متمرکز کرد. آفتاب (ابهام‌زدایی)
آفتاب به معنی نور خورشید است و دارای کاربردهای زیر است: مسیر خورشید
آگاهی کامل از مسیر خورشید برای شکل دادن و پیش‌بینی محاسباتی، کارآیی سیستم سالانه خورشیدی ضروری است_برای توضیح بیشتر:به عنوان مثال چرا پنجره‌های عمود بر خورشید به صرفه است، فایده انعکاس ندادن انرژی خورشید به برف زمستان هنگامی که خورشید پایین است و چرا سقف شیبدار شیشه‌ای (در ساختمان‌های سبز، پنجره‌های سقفی و محفظه‌ها) در تابستان می‌تواند یک کوره خورشیدی باشد (زمانی که پرتو خورشید عمود بر شیشه است) و در زمستان بیش از آنکه انرژی را جذب کند از دست می‌دهد.(زمانی که خورشید پایین‌تر از ۴۷ درجه از سطح افق قرار دارد و گرمای داخلی افزایش پیدا می‌کند و گرما را در شب‌های سرد زمستان به بیرون منتقل می‌کند) انرژی حرارتی خورشیدی
تولید و تهیه آب گرم بهداشتی در منازل و اماکن عمومی به خصوص در مکان‌هایی که مشکل سوخت‌رسانی وجود دارد، استفاده می‌شود. چنانچه ظرفیت این سیستم‌ها افزایش یابد، می‌توان از آن‌ها در حمام‌های خورشیدی نیز، استفاده کرد. پنل خورشیدی
سامانه پنل خورشیدی سامانه‌ای است که می تواند انرژی خورشید را دریافت کند و آن را به الکتریسیته تبدیل کند که برای مصرف های تجاری و مسکونی قابل استفاده باشد. سامانه‌های فتوولتائیک معمولاً شامل یک پنل و ماژول های صفحات خورشیدی، اینورتر، و گاهی اوقات یک باتری یا ردیاب خورشیدی و سیم‌کشی اتصالات نیز می باشد. سلول خورشیدی
یکی از این منابع که طی ۲۰ سال اخیر، از آن استفاده می‌شود، انرژی خورشیدی است. خورشید در هر ثانیه حدود ۱۰۰۰ ژول انرژی به هر متر مربع از سطح زمین منتقل می‌کند که با جمع‌آوری کردن آن می‌توان انرژی مورد نیاز برای کارهای مختلفی را تأمین کرد. انرژی خورشیدی
در سال ۲۰۱۱، آژانس بین‌المللی انرژی بیان کرد: «توسعه فناوری‌های انرژی خورشیدی مقرون به صرفه، پایان‌ناپذیر و تمیز دارای مزایای طولانی مدت خواهد بود. این امر از طریق اعتماد به یک منبع بومی، پایان‌ناپذیر و عمدتاً مستقل از واردات، امنیت انرژی کشورها را افزایش داده، باعث افزایش پایداری، کاهش آلودگی، کاهش هزینه‌های مربوط به جلوگیری از گرمایش زمین و پایین نگه داشتن قیمت سوخت‌های فسیلی می‌شود. این مزایا جهانی هستند. از این رو هزینه‌های اضافی مشوق‌های استقرار زودهنگام باید برای یادگیری سرمایه‌گذاری‌ها در نظر گرفته شود؛ آنها باید هوشمندانه هزینه شوند و باید به‌طور گسترده به اشتراک گذاشته شوند». انرژی خورشیدی
کوره خورشیدی وسیله‌ای است که از تعداد بسیار زیادی آینه تخت که به صورت الکترونیکی کنترل می‌شود برای متمرکز ساختن نور خورشید در یک ناحیه کوچک جهت تولید دماهای بسیار بالا ساخته شده‌است. از این گرما برای تولید آب گرم و بخار آب گرم برای به راه انداختن توربین یک نیروگاه برق استفاده می‌شود. فتوکرومیسم
محققان در مرکز بهره برداری از انرژی خورشیدی در گروه شیمی دانشگاه کپنهاگ در حال مطالعه روی سیستم Photochromic Dihydroazulene – Vinylheptafulvene برای کاربردهای احتمالی در برداشت انرژی خورشیدی و ذخیره آن برای مدت زمان قابل توجهی هستند. اگرچه طول عمر ذخیره سازی مهم است، اما مطمئناً برای یک دستگاه واقعی امکان ایجاد واکنش برگشتی باید وجود داشته باشد، این پدیده تکرارهای بعدی را در آینده می طلبد. هالیدهای سرب متیل آمونیوم
MALH ها کاربردهای بالقوه ی زیادی در آشکارسازهای تشعشع، تولید هیدروژن، سلول های خورشیدی ، لیزرها ، دیودهای ساطع نور، آشکارسازهای نوری و سوسوزن دارند. در اکثر سلول های خورشیدی MALH راندمان تبدیل انرژی بیش از 19٪ است. صافی‌های عکس‌برداری از خورشید
به علت درخشش قوی خورشید، عکس‌برداری از آن همواره باید با استفاده از صافی‌های خاص انجام گیرد،  البته استفاده از صافی‌ها کاربرد علمی نیز دارد؛ مثلاً یک صافی خاص تنها بخش خاصی از نور خورشید (مثلاً مادون قرمز) را عبور می‌دهد که با استفاده از تصویر حاصل از آن می‌توان به نتایجی در مورد ترکیبات شیمیایی گداخته‌ای که آن نور خاص را ساطع می‌کنند، رسید. تاریخچه انرژی تجدیدپذیر
در روزهای آفتابی فضای درون ساختمان گرم می‌شود. گرمای درون ساختمان‌ها ناشی از نفوذ انرژی تابشی خورشید از طریق شیشه پنجره‌ها مانند یک گلخانه عمل می‌کند و مانع از خارج شدن آن به بیرون می‌شود و اتاق را گرم می‌کند. همچنین انرژی خورشیدی دیوارها و بالا پشت بام را گرم می‌کند. به این گونه گرم شدن گرمایش غیرمستقیم خورشید می‌گویند. وقتی مولد برقی (ژنراتور) به گردش در می‌آید انرژی الکتریسته تولید می‌شود؛ و برای گرداندن مولدها از بخارآب استفاده می‌شود؛ و انرژی گرمایی حاصل از سوزاندن سوختهای فسیلی می‌تواند آب را بجوشاند. به این ترتیب بخار آب تولید می‌شود؛ و برای این کار می‌توان از انرژی گرمایی خورشید استفاده کرد. سلولهای خورشیدی انرژی را بدون اینکه نیازی به ماده‌ای با قطعات مکانیکی هزاداشته باشد مستقیماً به حرکت درمی‌آورد. سلول‌های خورشیدی بزرگی بر روی صفحات خورشیدی قرار می‌گیرد و می‌تواند انرژی زیادی را از خورشید جذب کند؛ و می‌توان از آن‌ها برای به کار انداختن وسایل استفاده کرد. سلول‌های خورشیدی برای مناطق محروم از انرژی برق کمک بسیاری می‌کند و می‌تواند انرژی برق تولید کند و با استفاده از این نیرو می‌تواند برق مورد نیاز خود را تأمین می‌کند. انرژی خورشیدی
کل انرژی خورشیدی جذب شده توسط جو زمین، اقیانوس‌ها و توده‌های زمین تقریباً ۳٬۸۵۰٬۰۰۰ اگزاژول (EJ) در سال است. در سال ۲۰۰۲، یک ساعت از این انرژی بیش از کل انرژی مورد نیاز در کل سال بوده‌است. فتوسنتز سالانه ۳۰۰۰ اگزاژول از این انرژی را به شکل زیست‌توده ذخیره می‌کند. میزان انرژی خورشیدی رسیده به سطح کره زمین به قدری زیاد است که در یک سال تقریباً دو برابر بیشتر از مجموع تمام انرژی قابل استحصال از تمام منابع تجدیدناپذیر موجود بر روی کره زمین شامل زغال‌سنگ، نفت، گاز طبیعی و اورانیوم استخراج شده‌است. انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی یک منبع اساسی از انرژی تجدیدپذیر است و بسته به نحوه جذب و توزیع انرژی خورشیدی یا تبدیل آن به برق خورشیدی، فناوری‌های آن به دو دسته خورشیدی غیرفعال و خورشیدی فعال تقسیم می‌شوند. تکنیک‌های خورشیدی فعال شامل استفاده از سیستم‌های فتوولتائیک، انرژی خورشیدی متمرکز و گرمایش آب خورشیدی برای مهار انرژی است. تکنیک‌های غیرفعال خورشیدی شامل جهت‌دهی ساختمان به سمت خورشید، انتخاب موادی با جرم حرارتی مطلوب یا دارای خصوصیات پراکندگی نور و طراحی فضاهایی است که به‌طور طبیعی هوا را به گردش درمی‌آورند. فتوولتائیک متمرکز
HCPV به‌طور مستقیم با انرژی خورشیدی متمرکز (CSP) رقابت می‌کند زیرا هر دو فناوری برای مناطقی با تابش مستقیم طبیعی بالا که به عنوان منطقه کمربند خورشید در ایالات متحده و موز طلایی در جنوب اروپا نیز شناخته می‌شوند، بهترین گزینه هستند. CPV و CSP علی‌رغم اینکه از ابتدا فناوری‌های ذاتی متفاوتی دارند، اغلب با یکدیگر اشتباه گرفته می‌شوند: CPV از اثر فتوولتائیک برای تولید مستقیم برق از نور خورشید استفاده می‌کند، در حالی که CSP - که غالباً "حرارتی خورشیدی متمرکز" نامیده می‌شود - از گرمای حاصل از تابش خورشید برای بخار بخار برای ایجاد یک توربین ایجاد کنید، سپس با استفاده از یک ژنراتور برق تولید می‌کند. ، CSP هنوز بیشتر از CPV رایج است. تحقیقات در مورد فتوولتائیک کنسانتره از اواسط دهه 1970 انجام شده است ، که در ابتدا با شوک انرژی ناشی از تحریم نفت خاورمیانه ایجاد شد. آزمایشگاه های ملی ساندیا در آلبوکرک ، نیومکزیکو محل بسیاری از کارهای اولیه بود ، با اولین سیستم غلظت فتوولتائیک مدرن مانند در اواخر دهه در آنجا تولید شد. اولین سیستم آنها یک سیستم متمرکز کننده خطی بود که از عدسی های اکریلیک Fresnel با تمرکز بر روی سلولهای سیلیکون خنک شده با آب و ردیابی دو محور استفاده شده بود. خنک سازی سلول با یک منبع گرما غیر فعال و استفاده از لنزهای Fresnel روی سیلیکون روی شیشه در سال 1979 توسط پروژه Ramón Areces در انستیتوی انرژی خورشیدی دانشگاه فنی مادرید نشان داده شد. پروژه 350 کیلوواتی SOLERAS در عربستان سعودی - بزرگترین پروژه بعد ساندیا مارتین از سال 1981 است. تحقیق و توسعه در دهه 1980 و 1990 بدون توجه صنعت ادامه داشتتا ا این که بهبود در کارایی سلول برای اقتصادی ساختن این فناوری ضروری شناخته شد. با این حال ، پیشرفت در فناوری های سلول مبتنی بر سیلیکون که توسط هم کنسانتره ها و هم تخت فتوولتایئک مورد استفاده قرار می گیرد ، نتوانست به نفع اقتصاد سطح CPV باشد. معرفی سلول های خورشیدی چند اتصالی که از اوایل سال 2000 شروع می شود ، تمایز مشخصی را ایجاد کرده است. بازده سلولهای MJ از 34٪ (3 اتصال) به 46٪ (4 محل اتصال) در سطح تولید در مقیاس تحقیق بهبود یافته است. تعداد قابل توجهی از پروژه های CPV چند مگاواتی نیز از سال 2010 در سراسر جهان به بهره برداری رسیده است. فتوولتاییک
یکی از انواع سامانه‌های تولید برق از انرژی خورشیدی می‌باشد. در این روش با به‌کارگیری سلول‌های خورشیدی، تولید مستقیم الکتریسیته از تابش خورشید امکان‌پذیر می‌شود. سلول‌های خورشیدی از نوع نیم‌رسانا می‌باشند که از سیلیسیوم یعنی دومین عنصر فراوان پوسته زمین ساخته می‌شوند. وقتی نور خورشید به یک سلول فتوولتاییک می‌تابد، بین دو الکترود منفی و مثبت اختلاف پتانسیل بروز کرده و این امر موجب جاری شدن جریان بین آن‌ها می‌گردد. می‌توان فتوولتاییک را در دسته فناوری‌های انرژی‌های تجدید پذیر (نوشو) قرار داد. انرژی خورشیدی بر پایه فضا
منبع اصلی تغذیهٔ ماهواره معمولاً سلول‌های خورشیدی هستند. ماهواره در مدار زمین‌هم‌زمان در فضا انرژی خورشیدی را جذب کرده و در باتریها ذخیره می‌کند، این باتریها از نوع نیکل -کادمیم هستند. برق خورشیدی
بسیاری از سیستم‌های فتوولتاییک مسکونی، مخصوصاً در کشورهای پیشرفته با بازارهای بزرگ، در هر کجا که موجود باشند به شبکه برق سراسری متصل می‌شوند. در این سیستم‌های فتوولتاییک متصل به شبکه، استفاده از ذخیره انرژی اختیاری است. در بعضی از کاربردهای خاص مانند ماهواره، فانوس دریایی یا کشورهای در حال توسعه، باتری‌ها یا مولدهای برق اضافی اغلب به عنوان پشتیبان اضافه می‌شوند. اینگونه سیستم‌های برق مستقل اجازه کار در شب و زمان‌های دیگر با تابش محدود خورشید را فراهم می‌کنند. بهره خورشیدی
اشیائی که درمعرض نور خورشید قرار می‌گیرند، طول موج کوتاه نور را جذب می‌کنند و گرما را با طول موج بلندتراشعه فرو سرخ بازتاب می‌دهند، عبور تابش خورشید از چنین اشیائی باعث افزایش دما می‌شود. این اثر، اثر گلخانه ای، که به دلیل بهره خورشیدی که پشت شیشه گلخانه اتفاق می افتد به این نام خوانده می‌شود، از زمانی شناخته شد که در زمینه گرمایش جهانی شروع به کار شد. انرژی تجدیدپذیر
در سال ۲۰۱۱، آژانس بین‌المللی انرژی اذعان داشت که «توسعه فناوری‌های انرژی خورشیدی مقرون به صرفه، تمیز و پایان‌ناپذیر، منافع طولانی مدتی خواهد داشت. این امر با تکیه بر یک منبع بومی، پایان ناپذیر و بیشتر مستقل از واردات، امنیت انرژی کشورها را افزایش خواهد داد و باعث افزایش پایداری، کاهش آلودگی، کاهش هزینه‌های مربوط به کاهش تغییرات آب و هوایی و پایین نگه داشتن قیمت سوخت‌های فسیلی خواهد شد. این مزایا جهانی هستند. از این رو باید هزینه‌های اضافی مشوق‌های استقرار زودهنگام را، سرمایه‌گذاری‌های یادگیری در نظر گرفت؛ آن‌ها باید عاقلانه هزینه شوند و باید به‌طور گسترده‌ای به اشتراک گذاشته شوند». ایتالیا بیشترین نسبت برق خورشیدی را در جهان دارد. در سال ۲۰۱۵، خورشید ۷٫۷٪ از تقاضای برق در ایتالیا را تأمین کرد. در سال ۲۰۱۷، پس از یک سال دیگر با رشد سریع، خورشید تقریباً ۲٪ از انرژی جهانی یا ۴۶۰ تراوات ساعت برق تولید کرد. جزایر گرمایی شهری
خورشید که تنها منبع گرمایی خارج از کره زمین است به صورت پرتوهای نور مرئی و پرتوهای فرابنفش با طول موج‌های کوتاه تابش خود را به سوی زمین گسیل می‌کند. از پرتوهای رسیده نزدیک به ۲۵٪ توسط جو زمین جذب شده و ۲۵٪ توسط سطوح فوقانی ابرها به سوی فضا بازتابش می‌شوند. بقیه این پرتوها در زمین جذب شده و سطح آن را گرم می‌کند. زمین اندازهٔ چشم‌گیری از انرژی دریافت‌شده از خورشید را به فضا تشعشع می‌کند. این پرتوها به صورت اشعه فروسرخ گسیل می‌شوند. انرژی خورشیدی
سیستم‌های آب گرم خورشیدی، از نور خورشید برای گرم کردن آب استفاده می‌کنند. در عرض‌های جغرافیایی میانی (بین ۴۰ درجه شمالی و ۴۰ درجه جنوبی)، ۶۰ تا ۷۰٪ استفاده از آب‌گرم خانگی، با دمای آب تا ۶۰ درجه سلسیوس (۱۴۰ درجه فارنهایت) را می‌توان توسط سیستم‌های گرمایش خورشیدی تأمین کرد. متداول‌ترین انواع آبگرمکن‌های خورشیدی کلکتورهای لوله خلاء (۴۴٪) و کلکتورهای صفحه‌تخت براق (۳۴٪) هستند که معمولاً برای آب‌گرم خانگی استفاده می‌شوند، و از کلکتورهای پلاستیکی غیربراق (۲۱٪) نیز عمدتاً برای گرم کردن استخرها استفاده می‌شود. متمرکزکننده تابش خورشیدی
اکثر دستگاه‌ها (مانند سلول‌های خورشیدی) برای تبدیل انرژی ورودی به خروجی مفید نسبتاً کوچک و پرهزینه هستند و بهترین کار در تبدیل نور جهت در شدت‌های بالا و یک فرکانس باریک است، در حالی که تابش ورودی در فرکانس‌های منتشر، نسبتاً کم تابش و اشباع است. بر این اساس، تمرکز انرژی ورودی یک گزینه برای کارایی و اقتصادی است. بام
سطح سقف می‌تواند از کلکتورهای حرارتی خورشیدی که برای کاهش هزینه‌های گرمایش ساختمان یا مجموعه‌ای از ماژول‌های فتوولتائیک برای تأمین برق استفاده می‌شوند، پشتیبانی کند. انرژی الکتریکی برای مصارف ساختمانی را می‌توان از مواد فتوولتائیک لایه نازک که مستقیماً روی انواع پوشش‌های سقف معمولی لمینت شده‌اند تولید کرد. انرژی خورشیدی
ایرانیان باستان از انرژی خورشیدی برای کاهش مصرف چوب در گرم کردن خانه‌های خود در زمستان استفاده می‌کردند. آنان ساختمان‌ها را به ترتیبی بنا می‌کردند که در زمستان نور خورشید به داخل اتاق‌های نشیمن می‌تابید ولی در روزهای گرم تابستان فضای اتاق در سایه قرار داشت. در اغلب فرهنگ‌های دیگر دنیا نیز می‌توان نمونه‌هایی از این قبیل طرحها را مشاهده نمود. در سال‌های بین دو جنگ جهانی در اروپا و ایالات متحده آمریکا طرح‌های گوناگونی در زمینه خانه‌های خورشیدی مطرح و آزمایش شد. از آن زمان به بعد تحول خاصی در این زمینه صورت نگرفت. حدود چند سالی است که معماران به‌طور جدی ساخت خانه‌های خورشیدی را آغاز کرده‌اند و به دنبال تحول و پیشرفت این تکنولوژی به نتایج مفیدی نیز دست یافته‌اند مثلاً در ایالات متحده در سال ۱۹۸۰ به تنهایی حدود ۱۰ تا ۲۰ هزار خانه خورشیدی ساخته شده‌است. در این‌گونه خانه‌ها سعی می‌شود از انرژی خورشید برای روشنایی – تهیه آب گرم بهداشتی – سرمایش و گرمایش ساختمان استفاده شود و با بکار بردن مصالح ساختمانی مفید از اتلاف گرما و انرژی جلوگیری شود. شیشه هوشمند
نور خورشید مدت زیادی است که به عنوان منبع تولید الکتریسیته و جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی مورد توجه قرارگرفته است. اما اخیراً محصولات خورشیدی علاوه بر جذب انرژی خورشیدی، دارای کاربرد تزئینی نیز شده‌اند. لوله نوری
لوله‌های نوری خورشید در مقایسه با پنجره‌های سقفی سنتی و دیگر پنجره‌ها ویژگی‌های بهتر عایق گرما و انعطاف‌پذیری بیشتر برای استفاده در اتاق‌های داخلی اما تماس بصری کمتری با پیرامون بیرون ارائه می‌دهد. در زمینهٔ اختلال مؤثر فصلی، این ممکن است با ارزش باشد با توجه به این که یک نصب اضافی از لوله‌های نوری میزان تماس نور روزانه طبیعی را افزایش می‌دهد؛ بنابراین این می‌تواند احتمالاً به سلامتی ساکنین و کارکنان در حال اجتناب از بیش از اثرات نور کمک کند. در مقایسه با نورهای مصنوعی، لوله‌های نوری مزیت ارائه نور طبیعی و ذخیره انرژی دارند. نور انتقال داده شده در طول روز متفاوت است؛ بهتر است این مورد نظر نباشد، لوله‌های نوری می‌توانند با نور مصنوعی در یک ترکیب هیبرید ترکیب شوند. منابع نور طبیعی به بازار عرضه می‌شوند که یک طیف شبیه به نور خورشید حداقل در محدوده طیف مرئی انسانی و همچنین به عنوان سوسو زدن کم دارند. طیف آن‌ها می‌تواند برای تغییر فعالانه مانند مشابه کردن تغییرات نور طبیعی در طول روز ساخته شوند. تولیدکنندگان و فروشندگان چنین منابع نوری ادعا می‌کنند که محصولات آن‌ها می‌توانند اثرات سلامتی یکسان یا مشابه‌ای مانند نور طبیعی فراهم کنند. هنگامی که به عنوان جایگزین برای میله‌های نور خورشیدی در نظر گرفته شده، چنین محصول‌هایی ممکن است هزینه‌های نصب کمتری داشته باشند اما انرژی در طول استفاده مصرف می‌کنند؛ بنابراین، آن‌ها ممکن است بی‌فایده تر از نظر منابع انرژی و هزینه‌های کل باشد. بر اساس یک نکته عملی تر، لوله‌های نوری به سیم کشی‌ها یا عایق الکتریکی نیاز ندارند و بنابراین، به خصوص برای ناحیه‌های خیس داخلی مانند حمام‌ها و استخرها مفید هستند. از یک دیدگاه هنری تر، پیشرفت‌های اخیر، به خصوص آن‌هایی که مربوط به لوله‌های نوری شفاف، امکانات جذاب و جدیدی برای طراحی معماری فراهم می‌کند. منابع آب
آب در تولید برق تجدیدپذیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. نیروی برق آبی، از نیروی آب جاری در سرازیری که یک توربین متصل به یک ژنراتور را به حرکت درمی‌آورد، انرژی دریافت می‌کند. این (نیروی) برق آبی یک منبع انرژی کم هزینه، غیر آلاینده و تجدیدپذیر است. به‌طور چشمگیری، نیروی برق آبی همچنین می‌تواند برخلاف اکثر منابع انرژی تجدیدپذیر که هستند برای مورد استفاده قرار گیرد. در نهایت، انرژی در نیروگاه برق آبی توسط خورشید تأمین می‌شود. گرمای خورشید، آب را تبخیر می‌کند که به عنوان باران در ارتفاعات بالاتر متراکم و سرازیر می‌شود. نیز وجود دارند که زمانی که تقاضا کم است، از برق شبکه برای پمپاژ آب به بالا و هنگامی که تقاضا بالاست، از آب ذخیره شده برای تولید برق، استفاده می‌کنند. سیستم‌های حرارتی–برقی خورشیدی
این سیستم‌ها ممکن است در نواحی ای که از انرژی دریافتی خورشیدی زیادی برخوردار هستند و در آن نواحی که یک برکه طبیعی وجود دارد یا زمین و آب و نمک به‌وفور وجود داشته و ارزان هستند کاربرد داشته باشند. فعال خورشیدی
کنترل سیستم و همچنین اجازه استفاده از انرژی‌های متنوعی را به ما می‌دهد، برای مثال خورشیدی قادر است یک استخر را در یک صبح سرد به اندازه کافی گرم کند، حرارت یک لوله آب گرم بخاطر تفاوت در دمای ذخیره شده در آب عملی نیست، در ساعتهای گرم روز می‌توان از آب گرم خورشیدی برای گرم کردن آب گرم لوله استفاده کرد. سلول خورشیدی
انرژی که از طریق خورشید به زمین می‌رسد ۱۰۰۰۰ بار بیشتر از انرژی مورد نیاز انسان است. مصرف انرژی در سال ۲۰۵۰ یعنی سال ۱۴۲۹ شمسی، ۵۰ تا ۳۰۰ درصد بیشتر از مصرف امروزی آن خواهد بود. با اینحال اگر فقط ۰٫۱ درصد از سطح زمین با مبدل‌های انرژی خورشیدی پوشیده شوند و تنها ۱۰ ٪ بازده داشته باشند برای تأمین انرژی مورد نیاز بشر کافی است. انرژی
عامل، حامل و منبع همه گونه انرژی‌هایی که بشر از آن استفاده می‌کند (انرژی مواد فسیل، انرژی آبی و غیره) خورشید است، به جز انرژی هسته‌ای. بیوفوتونیک
دلیل اصلی برای استفاده از نتاط کوانتومی به عنوان فلور سانس این است که هیچ گونه ضایعه نوری دیده نشده‌است در مواد رنگی الی قدیمی این اثر از مقدار ثانیه تا یک دقیقه بسته به شدت منبع نوری مشاهده می‌شد. نمونه‌های مورد بحث را در حضور و غیاب میکروسکوپ نوری مورد مطالعه قرار داده‌ایم به‌علاوه غیاب ضایعه نوری نقطعه کوانتومی همچنین مزایای مهم دیگری دارد. تحریک دو ماده رنگی متفاوت نیاز به دو منبع لیزر متفاوت دارد در یک حالت خاص از نقطه کوانتومی نوار تحریک از یک حالت به حالت دیگری‌گذار انجام می‌دهد بدین معنی که منبع محرک نقاط کوانتومی متفاوت را در یک زمان تحریک می‌کند. نمونه‌های کوانتومی کلوئیدی تولیده شده در UNICAMP , از یک منبع نوری ما ورابنفش به عنوان میکروسکوپ فلوروسانس استفاده می‌کند. فتوولتائیک متمرکز
طبق تئوری ، ویژگی های نیمه رسانا به سلول های خورشیدی اجازه می دهد تا در نور متمرکز کارایی بیشتری نسبت به سطح تابش خورشید داشته باشند. دلیل این امر این است که ، همراه با افزایش متناسب جریان تولید شده ، در صورت وجود روشنایی بالاتر ، یک ولتاژ کارایی باروندلگاریتمی نیز رخ می دهد. صریحاً توان (P) تولید شده توسط سلول خورشیدی تحت تابش "یک خورشید" در سطح زمین را در نظر بگیرید ، که مربوط به اوج تابش خورشید Q = 1000 وات در متر مربع است. توان سلول را می توان تابعی از ولتاژ مدار باز (Voc) ، جریان اتصال کوتاه (Isc) و ضریب پر شدن (FF) منحنی جریان ولتاژ (I-V) سلول مشخص کرد: سلول خورشیدی نقطه کوانتومی
در صورتیکه سلول‌های خورشیدی نقطه کوانتومی توانایی این را دارند تا بتوانند حداکثر بهره‌وری گرمایی از فوتون‌ها را تا ۶۶ درصد بالا ببرند. این کار با استفاده از حامل‌های داغ نوری برای تولید بیشتر جریان فوتونی و ولتاژ نوری انجام می‌شود. انرژی تجدیدپذیر
در حالی که بسیاری از پروژه‌های انرژی‌های تجدیدپذیر در مقیاس وسیع هستند، فناوری‌های تجدیدپذیری نیز وجود دارند که برای مناطق روستایی و دورافتاده و کشورهای در حال توسعه، که در آن‌ها انرژی بیشتر در توسعه انسانی بسیار مهم است، مناسب هستند. از آنجا که بیشتر سامانه‌های انرژی تجدیدپذیر برای تولید برق استفاده می‌شوند، به‌کارگیری انرژی‌های تجدیدپذیر معمولاً با الکتریکی کردن بیشتر سامانه‌ها و تجهیزات همراه است، چرا که این کار چندین مزیت دارد: برق را به راحتی می‌توان به گرما تبدیل کرد، برق را می‌توان به راحتی و با راندمان بالا به انرژی مکانیکی تبدیل کرد، و در نقطه مصرف کاملاً تمیز است. علاوه بر این، برق‌رسانی با انرژی تجدیدپذیر کارآمدتر است و منجر به کاهش چشمگیری در انرژی موردنیاز می‌شود. انرژی خورشیدی بر پایه فضا
برای اجرای چنین طرحی موانعی وجود دارد، در درجه اول مشکل انتقال انرژی از مدار به زمین برای استفاده از انرژی، از آنجا که انتقال انرژی به واسطهٔ سیم از ماهوارهٔ در حال چرخش در مدار، به سطح زمین نه عملی است و نه امکان‌پذیر است با تکنولوژی‌های امروزی، انتقال انرژی در طرح توان فضایی به‌طور کلی عبارت است از: استفاده از برخی از شیوه‌های انتقال بی‌سیم انرژی؛ ماهوارهٔ گیرنده، انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریکی بر روی یک تخته تبدیل می‌کند، تأمین انرژی یک فرستنده مایکروویو یا ساطع‌کننده لیزر، و تمرکز پرتو خود را به سمت گیرنده (آنتن یکسوساز) در سطح زمین انجام می‌دهد. همچنین تشعشع و آسیب ریزشهاب‌وار ها می‌تواند برای توان فضایی نگرانی ایجاد کند. البته موانع دیگری مانند هزینه‌های طرح هم بر سر راه است. نورپردازی
همچنین نورپردازی به ترکیب‌بندی کلی نما شکل می‌دهد. نورپردازی می‌تواند حس ما از شکل و بافت اشیای نمایش داده شده را تحت تاثیر قرار دهد. برای مثال اگر به توپی از پهلو نور بتابد یک نیم دایره خواهیم دید و اگر از جلو به آن نور بخورد، گرد به نظر خواهد رسید. در تامین روشنایی (lighting) در طی روز می‌توان از نور خورشید استفاده کرد. نور خورشید دارای طیف کاملی بوده و سازگاری مناسبی با سیستم بینایی انسان‌ها از لحاظ فیزیولوژیکی و روانی دارد. اما در کنار بهره مندی از نور روز می‌توان از نور الکتریکی یا ترکیبی از هر دو آن‌ها بهره گرفت. سلول خورشیدی
امروزه انسان با پیشرفت‌هایی که در زمینه‌های مختلف کرده‌است، نیازی روزافزون به انرژی پیدا کرده و ازاین رو در پی تأمین انرژی مورد نیاز از منابع مختلف تجدید پذیر است. انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی نور و گرمای تابشی خورشید است که با استفاده از طیف وسیعی از فناوری‌های در حال تکامل مانند گرمایش خورشیدی، فتوولتائیک، انرژی حرارتی خورشیدی، معماری خورشیدی، نیروگاه‌های نمک مذاب و فتوسنتز مصنوعی مهار می‌شود. انرژی خورشیدی
خشک کردن عبارت است از گرفتن قسمتی از آب موجود در مواد غذایی و سایر محصولات که باعث افزایش عمر انباری محصول و جلوگیری از رشد باکتری‌ها است. در خشک کن‌های خورشیدی به‌طور مستقیم یا غیر مستقیم از انرژی خورشیدی جهت خشک نمودن مواد استفاده می‌شود و هوا نیز به صورت طبیعی یا اجباری جریان یافته و باعث تسریع عمل خشک شدن محصول می‌گردد. خشک‌کن‌های خورشیدی در اندازه‌ها و طرحهای مختلف و برای محصولات و مصارف گوناگون طراحی و ساخته می‌شوند. تهویه مطبوع خورشیدی
انرژی که از خورشید دریافت می‌شود، انرژی خورشیدی نام دارد، خورشید از هزاران سال پیش منبعی مناسب برای تأمین انرژی بوده است. تهویه هوای مطبوع خورشیدی جزء اختراعات جدید و بهینه در زمینه محافظت از محیط زیست است که هم در فصل سرما و هم فصل گرما کاربرد دارد. شمس ۱
این نیروگاه می‌تواند انرژی مورد نیاز ۲۰ هزار خانه را تأمین کند. برای ساخت آن از ۲۵۸٬۰۴۷ آینه استفاده شده‌است که منطقه‌ای به مساحت ۲٫۵ کیلومتر مربع را پوشش می‌دهد. در اکتبر سال ۲۰۱۰ میلادی گزارش شد که به دلیل گرد و غبار موجود در اتمسفر جو منطقه، استحصال انرژی خورشیدی کمتر از برآورد پیش‌بینی‌شده بوده‌است و به همین دلیل، نیاز به استفاده از جریان‌روب‌های بیشتر محسوس گردید. آینه‌های این نیروگاه از نوع سهموی خطی هستند. پرتوهای خورشید در خط کانونی آینه جمع شده و انرژی آن‌ها توسط گیرنده‌هایی به صورت لوله که روغنی مخصوص داخلشان قرار دارد جذب می‌شود. بر اثر تابش خورشید روغن گرم سپس توسط مبدل به بخار و به سوی توربین می‌رود. معماری خورشیدی
در حال حاضر از انرژی خورشیدی توسط سیستمهای مختلف و برای مقاصد متفاوت استفاده و بهره‌گیری می‌شود که اهم آن‌ها عبارتند از: وسیله نقلیه خورشیدی
خودروهای خورشیدی برای تبدیل نور خورشید به برق برای حرکت موتورهای الکتریکی به سلول‌های PV نیازمندند. برخلاف انرژی حرارتی خورشیدی که انرژی خورشیدی را به گرما تبدیل می‌کند، سلول‌های PV مستقیماً نور خورشید را به برق تبدیل می‌کنند. به عنوان مثال، می‌توان از خودروی خورشیدی هیوندای که به تازگی راه‌اندازی شده و دارای صفحات خورشیدی روی سقف خودرو است نام برد. پانل‌های PV موجود در خودرو برق را جهت شارژ باتری‌های خودرو تولید می‌کنند. انرژی خورشیدی
به پدیده ای که در اثر تابش نور بدون استفاه از مکانیسم‌های محرک، الکتریسیته تولید کند، پدیده فتوولتائیک و به هر سیستمی که از این پدیده‌ها استفاده کند سیستم فتوولتائیک گویند. سیستم‌های فتوولتائیک یکی از پر مصرف‌ترین کاربردهای انرژی‌های نو می‌باشند. از سری و موازی کردن سلول‌های آفتابی می‌توان به جریان و ولتاژ قابل قبولی دست یافت. در نتیجه به یک مجموعه از سلول‌های سری و موازی شده پنل (Panel) فتوولتائیک می‌گویند. امروزه اینگونه سلولها عموماً از ماده سیلیسیم تهیه می‌شود و سیلیسیم مورد نیاز از شن و ماسه تهیه می‌شود. فتوولتاییک
ساختار نورگیرها معمولاً مزایای انتشار نور در ساختمان را با تأمین سطحی باز برای نصب مدول‌های فتوولتائیک نوام می‌سازد. در این صورت عناصر فتوولتائیک می‌بایست نور و الکتریسیته را هم‌زمان تأمین کنند. بطوری‌که قطعات فتوولتائیک و سازه پشتیبان مورد استفاده برای این نوع کارکرد، مشابه نماهای نیمه شفاف هستند. این ساختار که می‌تواند از بیرون نیز نمایان گردد، طبقات و راهروهایی زیبا و جذاب از نور پدیدآورده و امکان طرح معماری مهیجی از نور و سایه فراهم می‌سازد. از جمله موارد کاربرد سلول‌های فتوولتائیک عبارتند از: تأمین انرژی مورد نیاز حصارهای الکتریکی، تأمین روشنایی مناطق دور افتاده، سیستم‌های مخابراتی از راه دور، پمپاژ کردن آب، سیستم‌های تصفیه آب، تأمین برق مناطق روستایی، ماشین حساب، ساعت و اسباب‌بازی‌ها، سیستم‌های اضطراری، یخچال‌های نگهداری واکسن و خون برای مناطق دورافتاده، سیستم‌های تهویه استخرها، ماهواره‌ها و تجهیزات فضایی. به‌طور کلی کاربردهای سلول‌های فتوولتائیک را می‌توان به سه دسته طبقه‌بندی نمود: نورپرورد
نورپرورد یا فوتوتروف به جاندارانی می‌گویند که انرژی مورد نیاز برای متابولیسم خود را از نور به دست می‌آورند (از جمله گیاهان، جلبک‌ها، سیانوباکتری). در انواع فوتواتوتروف، انرژی‌ای که از نور خورشید گرفته می‌شود برای تبدیل کربن دی‌اکسید و آب به مواد آلی که در بافتهای سلولی برای کارهایی نظیر بیوسنتز استفاده می‌گردد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در انواع فوتوهتروتروف، انرژی از نور فراهم می‌شود ولی منبع کربن به جای کربن معدنی (کربن دی‌اکسید)، کربن آلی است. چراغ خورشیدی
چراغ‌های خورشیدی بیش‌تر برای تزیین به کار می‌روند و شکل‌های گوناگونی را دارا هستند، برای نمونه گاهی به شکل حیوانات طراحی می‌شوند. از دیگر کاربردهای متداول لامپ‌های خورشیدی می‌توان به نشان‌گذاری مسیرهای گوناگون اشاره کرد. سلول خورشیدی
تمامی پشت بام‌ها جهت مناسب یا زاویه و شیب لازم برای استفده کامل ازنور خورشید را ندارند سیستم‌های فوتو ولتائیک ثابت که امکان رهگیری نور خورشید را ندارد باید در جهت مناسبی نصب شوند که بیشترین مدت روز و بیشترین مدت سال از نور مستقیم خورشید بهره‌مند شوند هنگام نصب این نکته هم باید در نظر گرفته شود که شما می‌خواهید حداکثر برق را در صبح تولید کنید یا هنگام عصر آن را در اختیار داشته باشید از خانه در زمستان بیشتر استفاده می‌شود یا تابستان و پنلها نباید توسط سایه درختان اطراف خانه یا خانه‌های همسایه‌ها پوشانده شوند. اگر پشت بام شما در جهت مناسبی قرار ندارد اکنون لازم است دربارهٔ اندازه سیستم انتخابی تان تصمیم‌گیری کنید. مثلاً اینکه تولید الکتریسیته بستگی به آب و هوا هم دارد که اصلاً نمی‌توان آن را پیش‌بینی کرد. یا اینکه میزان مصرف الکتریسیته شما کاملاً متغیر است خوشبختانه اطلاعات هواشناسی به ما امکان سنجش میزان تابش ماهیانه خورشید را می‌دهند دیگر فاکتورهای مهم چون روزهای بارانی ابری و میزان رطوبت را هم برای مان پیش‌بینی می‌کنند شما باید سیستم را بر اساس بدترین ماه طراحی کنید پس از آن در تمام سال انرژی کافی و حتی اضافی در اختیار خواهید داشت با در اختیار داشتن این اطلاعات و دانستن میانگین نیاز خانه‌تان به راحتی می‌توانید محاسبه کنید که به چه تعداد ماژول فوتو ولتائیک نیاز دارید همچنین باید در خصوص ولتاژ سیستم هم از همان ابتدا تصمیم‌گیری کنید این چیزی است که با تعداد ماژولی که به صورت سری به یکدیگر متصل می‌شوند کنترل می‌شود. انرژی خورشیدی
درختان و گیاهان برگریز به عنوان وسیله‌ای برای کنترل گرمایش خورشیدی و خنک‌سازی ترویج شده‌اند. هنگامی که در ضلع جنوبی ساختمان در نیمکره شمالی یا ضلع شمالی در نیمکره جنوبی کاشته می‌شوند، برگ آنها در تابستان سایه ایجاد می‌کند، در حالی که تنه برهنه آنها در زمستان باعث عبور نور خورشید می‌شود. از آنجا که درختان برهنه و بدون برگ یک‌سوم تا یک‌دوم تابش خورشیدی را تحت‌الشعاع قرار می‌دهند، تعادلی بین مزایای سایه این درختان در تابستان و اتلاف حرارتی ایجاد شده در زمستان وجود دارد. خورشید
اگر با کمک ابزارهای متمرکزکنندهٔ نور مانند دوربین دوچشمی به خورشید نگاه کنیم و از فیلترهای بازدارندهٔ فرابنفش استفاده نکنیم تا نور خورشید ضعیف شود در این صورت باید منتظر آسیب‌های همیشگی به شبکیهٔ چشم بود. فیلترهای نازکی که برای تماشای خورشید در بازار پیدا می‌شوند باید دقیقاً برای این کار ساخته شده باشند چون برخی فیلترهای ابتکاری پرتوی فرابنفش یا فروسرخ را از خود می‌گذراند که در صورتی که در آن هنگام درخشش خورشید زیاد باشد به چشم آسیب می‌رسد. دوربین‌های دوچشمی بدون فیلتر می‌تواند پرتوی خورشید را ۵۰۰ برابر نیرومندتر از نگاه با چشم غیرمسلح، به چشم برساند با این کار می‌توان گفت بی‌درنگ سلول‌های شبکیه کشته می‌شوند. حتی یک نگاه کوتاه با دوربین دوچشمی بدون فیلتر به خورشید میانهٔ روز می‌تواند باعث کوری همیشگی شود. تهویه مطبوع خورشیدی
انرژی گرمایی خورشید(Solar thermal energy) را می‌توان برای سرمایش پربازده در تابستان، و همچنین گرمایش آب داغ خانگی و ساختمان‌ها درزمستان بکار بست. در طراحی‌های مختلف سامانه سرمایش انرژی خورشیدی چرخه‌های تکراری سرمایش جذبی تکی، دوگانه یا سه‌گانه بکار می‌روند. هرچه تعداد چرخه‌ها بیشتر شود، بازده آن‌ها بالاتر می‌رود. چیلرهای جذبی دارای صدا و لرزش کمتری نسبت به چیلرهای دارای کمپرسور هستند، اما هزینه استفاده از آن‌ها نسبتاً زیاد است.تنها آب مورد نیاز چیلرهای جذبی پربازده حداقل باید ۱۹۰ °F برابر ۸۸ °C دما داشته باشد. در مقابل، آب مورد استفاده در جاذب‌های گرمای خورشیدی تخت ارزان قیمت فقط ۱۶۰درجه فارنهایت برابر ۷۱ °C دما دارد. برای تولید آب مورد نیاز با دمای بالاتر، صفحات تخت با حرارت بالا، جاذب‌های محفظه جذب یا تخلیه لازم است. در تأسیسات با مقیاس بزرگ پروژه‌های موفق متعددی از لحاظ فنی و اقتصادی در دنیا موجودند، از جمله، در مراکز در لیسبون با ۱٬۵۷۹ متر مربع جاذب خورشیدی و نیروی سرمایش ۵۴۵ کیلو وات، یا در دهکده المپیک سیلینگ در جینجاوی چین. در سال ۲۰۱۱ قدرتمندترین نیروگاه در بنای تازه تأسیس کالج دنیای متحد سنگاپور (۱۵۰۰ کیلو وات) بکار خواهد افتاد. این پروژه‌ها نشان داده‌اند که جاذب‌های تخت خورشیدی به ویژه برای دماهای بالای ۲۰۰ °F برابر ۹۳ °C (دارای روکش دوجداره، عایق پشت، و غیره) می‌توانند مؤثر و مقرون به صرفه باشند. هنگامی که امکان گرم کردن آب بالای ۱۹۰ °F برابر ۸۸ °C باشد، می‌توان آن را ذخیره نمود و در هنگام نبود تابش خورشید مورد استفاده قرار داد.یک نمونه ناموفق نصب تهویه هوای خورشیدی، مرکز محیط زیست آدوبون در لس آنجلس است، که کمی پس از راه اندازی از کار افتاد و دیگر استفاده نمی‌شود. شرکت گاز کالیفرنیای جنوبی (شرکت گاز) نیز در حال آزمایش عملی سامانه‌های سرمایش خورشیدی در مرکز منابع انرژی خود (ERC) در داونی کالیفرنیا هستند. جاذب‌های خورشیدی سوپوگی و کوگنرا بر بام ERC نصب شده و سرمایش سامانه تهویه هوای ساختمان را تأمین می‌کنند. شهر مصدر در امارات متحده عربی هم در حال آزمایش یک نیروگاه جذبی دو فاز با استفاده از جاذب‌های سهمی شکل سوپوگی، ردیف فرنسل میروکس و پنل‌های خورشیدی خلأ TVP می‌باشد. در اواخر قرن ۱۹، رایج‌ترین مایع برای سرمایش جذبی، محلولی از آمونیاک و آب بود. امروزه استفاده از ترکیب لیتیم برومید و آب نیز رایج است. در یک انتهای سامانه لوله‌های انقباض/انبساط گرم می‌شوند، و انتهای دیگر به اندازه‌ای سرد می‌شود تا یخ بزند. در اصل گاز طبیعی در اواخر قرن ۱۹ به عنوان منبع گرمایی به کار رفت. امروزه در یخچال‌های چیلر جذبی لوازم رایج از پروپان استفاده می‌شود. می‌توان ازجاذب‌های انرژی خورشیدی ابداعی آب گرم نیز به عنوان منبع گرمایی «انرژی آزاد» مدرن استفاده کرد. چیلرهای جذبی تا ۱۵۰ سال برای تولید یخ استفاده می‌شدند (پیش از اختراع حباب چراغ برقی). این یخ را می‌توان ذخیره کرده و به عنوان "باتری یخی" برای سرمایش هنگام نبود تابش آفتاب بکار برد، همچنانکه در سال ۱۹۹۵ در هتل اوتانی نو در توکیو ژاپن این‌گونه بود. الگوهای ریاضی در زمینه کلی برای محاسبات عملکرد ذخیره انرژی گرمایی با یخ وجود دارند. انرژی خورشیدی بر پایه فضا
طرح فضا توان در مقایسه با طرح‌های دیگر جمع‌آوری انرژی خورشیدی متفاوت است و مزایای قابل توجهی نسبت به آن طرح‌ها دارد. در این طرح پانل‌ها در ماهواره‌های بزرگ نصب می‌گردند و با اجتناب از این ضرر و زیان و خرابی (و زیان کسینوس، برای جمع‌آوری در صفحه تخت ثابت) به علت چرخش زمین، آن‌ها در خارج از جو، در مدار قرار می‌گیرند. پس از نصب ماهواره‌ها آن‌ها نور خورشید را جمع‌آوری و به ریز موج تبدیل می‌کنند، سپس انرژی را به ایستگاه‌های دریافت، بر روی زمین ارسال می‌کنند؛ و در این ایستگاه‌ها به محض دریافت، یک جریان الکتریکی در خطوط شبکه ایجاد می‌شود. دربارهٔ انتقال انرژی از ماهواره‌ها به زمین چند روش ارائه شده‌است از جمله امواج مایکروویو و…. انرژی خورشیدی
مقدار زیاد انرژی خورشیدی موجود، آن را به یک منبع الکتریسیته بسیار جذاب تبدیل کرده‌است. برنامه توسعه سازمان ملل متحد در ارزیابی جهانی انرژی سال ۲۰۰۰ خود دریافت که پتانسیل سالانه انرژی خورشیدی ۱٬۵۷۵ تا ۴۹٬۸۳۷ اگزاژول (EJ) است. این مقدار چندین برابر کل مصرف انرژی جهان است که در سال ۲۰۱۲ برابر ۵۵۹٫۸ اگزاژول بود. فتوسنتز
وجود انرژی نورانی خورشید برای انجام عمل فتوسنتز، امری ضروری است و بدون وجود نور، فتوسنتز انجام نمی‌گیرد. طی عمل فتوسنتز، انرژی نورانی خورشید به انرژی شیمیایی ذخیره‌شده در گیاهان تبدیل می‌شود. نور آبی و قرمز، بهترین نور برای انجام فتوسنتز می‌باشد. از سوی دیگر، گیاهانی که در آب‌های عمیق رشد می‌کنند، نور سبز را جذب می‌کنند. گیاهان به‌طور متوسط، روزانه ۱۲–۱۰ ساعت نور دریافت می‌کنند؛ درختان دیگری با جذب نور بیشتر نیز دیده شده‌است؛ به‌عنوان مثال، برخی از درختان سیب هجده روز پیوسته نور دریافت می‌کنند. این‌جا نیز مانند کربن دی‌اکسید هوا محدودیت وجود دارد؛ یعنی با افزایش شدت نور، سرانجام به‌جایی می‌رسیم که دیگر سرعت فتوسنتز افزایش نمی‌یابد. انرژی حرارتی خورشیدی
برای استفاده دائمی از این نوع نیروگاه، در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد، مثلاً ساعات ابری یا شب‌ها، از سیستم‌های ذخیره‌ کننده حرارت یا احیاناً از تجهیزات پشتیبانی، که ممکن است از سوخت فسیلی استفاده کنند، جهت ایجاد بخار برای تولید برق، کمک گرفته می‌شود. ساختمان مستقل
صفحات خورشیدی می‌توانند آب آشامیدنی را از آب آب‌انبار یا آب راکد آبراه‌ها تولید کنند، به‌خصوص با استفاده از طراحی‌های رطوبت افزایی با اثرات چندگانه و کارایی بالا که بخار سازها و میعان گرها را جدا می‌کند. فناوری‌های جدید مانند اسمز معکوس می‌تواند مقدار نامحدودی آب خالص از آب آلوده، آب اقیانوس و حتی بخار آب تولید کند. آب سازهایی برای قایق‌های بادی وجود دارد که آب دریا و الکتریسیته را به آب آشامیدنی و آب شور تبدیل می‌کنند. تولیدکنندگان آب از جو، رطوبت را از هوای خشک صحرا گرفته و به آب خالص تبدیل می‌کنند. سامانه‌های تولید انرژی خورشیدی
سامانه‌های خورشیدی در ساختمان هرچه بیشتراز مقدارانرژی‌های مصرفی در ساختمان بکاهیم و به این وسیله به سمت توسعه پایدار بیش می‌رویم که با نیازهای نسل امروز منطبق بوده و تامین نیازهای نسل فردا را به خطر نمی‌اندازد. با توجه به اینکه تأمین نیازهای گرمایشی و سرمایشی توسط انرژی‌های تجدید بذیر یکی از اهداف معماری بایدار است با حرکت به سمت طراحی ساختمان‌های خورشیدی گامی مهم در جهت توسعه بایدار برمی‌داریم و از وابستگی به سوخت‌های فسیلی فاصله می‌گیریم. استفاده از سامانه‌های ایستا از کارآمدترین روش‌هایی است که در طراحی ساختمان‌های خورشیدی به کار گرفته می‌شود، سامانه‌های ایستا وابسته به جریان طبیعی انرژی‌های‌تجدید پذیر می‌باشند که میان و اطراف بنا وجود دارند و بدون نیازبه انرژی فسیلی یا نیروی مکانیکی ایجاد آسایش می‌کند. این سامانه‌ها در جهت صرفه جویی در مصرف انرژی‌های تجدیدنابزیر موجود و تقلیل تأثیرات زیست‌محیطی آن‌ها مورد استفاده بوده و دارای عملکردی سرمایشی و گرمایشی هستند. آسمانخراش سنجاقک
در این مجموعه علاوه بر سلول‌های فتوولتائیک برای تولید برق از دیگرانرژی‌های تجدیدپذیر مانندانرژی خورشیدیبرای گرمایش و انرژی باد و توربین‌های آبی استفاده می‌شود. حتی در مجموعه از زباله‌های بازیافتی نیز مورد مصرف قرار می‌گیرد. برق خورشیدی
برق خورشیدی ، به تبدیل نور خورشید به برق گفته می‌شود. این کار می‌تواند به صورت مستقیم و با استفاده از فتوولتائیک انجام شود، یا به صورت غیر مستقیم و با استفاده از سیستم‌های تمرکز نور انجام شود یا حتی ترکیبی از هر دو باشد. سیستم‌های نور متمرکز از عدسی‌ها یا آینه‌ها و سیستم‌های ردیابی نور خورشید استفاده کرده و نور تابیده به مساحت بزرگی را به ناحیه کوچکی متمرکز می‌کنند. سلول‌های فتوولتائیک با استفاده از اثر فتوولتائیک، نور را به جریان الکتریکی تبدیل می‌کنند. برق خورشیدی
در سیستم‌های ترکیبی، برق خورشیدی متمرکز و فتوولتاییک با یکدیگر یا با سیستم‌های تولید برق دیگری مانند ژنراتورهای دیزلی، انرژی بادی، یا زیست‌گاز ترکیب می‌گردد. ترکیب سیستم‌ها به آنها کمک می‌کند تا بتوانند خروجی خود را با تقاضا منطبق کرده یا طبیعت نوسانی برق خورشیدی در شب و روز را کاهش دهند. آلودگی نوری
مکان نامناسب: در دنیای امروز که انرژی از ارزش خاصی برخوردار است محاسبات دقیقی برای مصرف بهینه انواع انرژی از جمله نیروی برق انجام می‌گیرد. در خصوص استفاده از منابع روشنایی مصنوعی در منازل، مکان‌های عمومی، کارگاه‌ها، بیمارستان‌ها، رستوران‌ها و… نیز استانداردهایی تعریف شده که سلامتی انسان به‌خصوص بینایی، مورد توجه پژوهشگران بوده‌است. با توجه به نوع و کاربرد هر مکان، قاعدتاً استانداردهایی برای آن تعریف شده که در نظر نگرفتن این استانداردها و استفاده سلیقه‌ای تولید آلودگی نوری می‌کند. در واقع با چنین نگرشی که چه مقدار نور برای چه فعالیتی و در کجا مناسب است، هم می‌توان انرژی را درست و بهینه مصرف کرد و هم به سلامت خود آسیب نرسانده. به‌طور مثال برای یک اتاق خواب، ۱۰۰ لوکس، کلاس درس ۵۰۰ لوکس و اتاق نقشه‌کشی۱۰۰۰ لوکس نور لازم است. پس استفاده کم یا بیش از میزان لازم از نور، در هر مکان تولید آلودگی نوری می‌کند. حال در این بخش می‌توان به پایانه اتوبوس‌های درون و برون‌شهری اشاره کرد که با شدت روشنایی بسیار بالایی محوطه خود را بیش از مقدار لازم نورافشانی می‌کنند که این عامل باعث بازتاب نور اضافی نیز از سطح زمین به فضا و محیط‌های هم‌جوار شده و آلودگی نوری را تشدید می‌کند. انرژی حرارتی خورشیدی
در نتیجه، روی محل تمرکز پرتوها، انرژی گرمایی زیادی به دست می‌آید، که این انرژی به وسیلهٔ سیال عامل که داخل دریافت‌کننده در حرکت است، جذب می‌شود و به وسیلهٔ مبدل حرارتی به سیستم آب و بخار مرسوم در نیروگاه‌های سنتی، منتقل شده و بخار فوق گرم در فشار و دمای طراحی شده، برای استفاده در توربین ژنراتور، تولید می‌شود. نورد نور
یک نورد نور یا پرتو نور ، یک تابش جهت‌دار انرژی نور است که از یک منبع نور تابش می‌کند. نور خورشید وقتی از میان رسانه‌هایی مانند ابرها، شاخ و برگها یا پنجره‌ها فیلتر می‌شود، یک نورد نوری (یک پرتو خورشید) را تشکیل می‌دهد. برای تولید مصنوعی یک پرتو نور، یک لامپ و یک بازتابنده سهمی در بسیاری از وسایل روشنایی مانند نورافکن، چراغ جلوی ماشین، قوطی‌های PAR و محفظه‌های دیود نورگسیل (LED) استفاده می‌شود. نور حاصل از انواع خاصی از لیزر دارای کمترین واگرایی نور ممکن است.