Det finns två sätt att direkt utnyttja solens energi på. Man kan med hjälp av solceller utvinna elektricitet eller med hjälp av solfångare utvinna värme. Artikeln börjar med att berätta om solvärme för att sedan övergå till solceller.

Solvärme
 Passiv solvärme och termisk solvärme
Det finns två olika sorters solvärme, passiv solvärme och termisk solvärme. Passiv solvärme är när den infallande solstrålningen direkt värmer upp byggnaden. Det vill säga den instrålade energin från dagen lagras i golv och väggar och hjälper till att värma upp huset på natten utan särskilda tekniska hjälpmedel.
Termisk solvärme är den tekniska termen det som här kommer kallas solvärme. Solen värmer upp ett medium i en sluten krets, till exempel glykolblandat vatten, specialolja eller luft. Den är sedan kopplad till en ackumulatortank eller varmvattenberedare.  Solvärme används för att värma upp byggnader eller tappvarmvatten.

Solvärmens roll
Tillämpningar av solvärmen kan ses ur två olika perspektiv. Å ena sidan kan man betrakta en solvärmeanläggning som en del av byggnaden som är till för uppvärmning av huset och tappvärmevatten och därmed spara in på den köpta energin. I framtiden kan det bli lika självklart att man skall ha solfångare som vatten och avlopp. Teknikspridningen kan påverkas genom att sätta det som krav vid ny- och ombyggnation. Å andra sidan kan man se det som den energiproduktionsanläggning. Stora fält med solfångare som är anslutna till ett distributionsnät och har säsongsvärmelager. I USA har man till exempel köpt upp stora arealer i Nevadaöknen just för detta ändamål.
 

Solvärmens fördelar och nackdelar
Fördelar:
* Den stora fördelen med solvärmen är att den är en ren form av energi.
* Den producerar inga koldioxidutsläpp, vilket hjälper till att minska växthuseffekten. Om det ersätter energi från fossila bränslen.
* Solen är gratis och förnybar som energikälla och driften av ett solvärmesystem är i princip underhållsfritt. När investeringen gjorts så kostar det i princip ingenting utöver det.
* Solvärmen kan också med fördel användas på byggnader som saknar elanslutning.
 

Nackdelar:
* Nackdelen med solvärme är att Sverige har mycket sol på sommaren (det är dock inte värmen som är avgörande för hur effektivt ett solvärmesystem blir utan solens infallsvinkel) och litet uppvärmningsbehov och på vintern är det tvärtom lite sol men ett stort uppvärmningsbehov. Detta problem kan man lösa med ett säsongsvärmelager. Det går åt stora volymer att göra det och än har man inte hittat något effektivt sätt att lagra värmen.  Försök har gjorts med bland annat salter, sand och vatten som medium, men det är bara vatten som visat sig tillräkligt effektivt.
* Det är än så länge relativt dyrt och har därmed svårt att konkurrera med dagens låga elpriser.
* Marknaden är som följd av att det är kostsamt relativt outvecklad. Vilket i sin tur gör att de företag som finns inte har tillräckligt kapital för att utveckla effektivare tillverkningsmetoder.

Industriell utveckling
Solvärmetekniken fick sitt första uppsving på 1970-talet då elpriserna i samband med oljekrisen sköt i höjden. Sedan sjönk elpriserna och solvärmetekniken har visserligen blivit billigare sedan dess men kan än så länge inte konkurrera med den energi som är genererad av kärnkraft och fossila bränslen. Bidrag har i olika omgångar stimulerat marknaden. Då dessa dragits in har också marknaden haft en tillbakagång. Trots att solvärmetekniken endast kräver en engångsinvestering , solstrålningen finns i obegränsade mängder, är gratis och anläggningarna endast kräver ett minimalt underhåll. Dagens försäljningsvolymer är små och tillverkningen närmast hantverksmässig.
 
 

Sverige är ett litet land och även om marknaden har stor potential och flera framstående forskare inom området så kommer vi nog få importera den teknik som kan effektivisera tillverkningen och pressa priserna.

Miljön
Solvärmesystem ger ingen egentlig miljöförstöring, varken globalt eller lokalt.  En solfångare består av aluminium, koppar, glas, gummi och isolering samt någon form av värmebärande medium som glykolblandat vatten, olja eller luft. De är till större delen återvinningsbara.
Det som ofta brukar diskuteras är påverkan på närmiljön, solfångare är fula, tar mycket plats osv. När det gäller system på byggnader så handlar det mest om arkitektonisk uppfinningsrikedom. Man kan också jämföra snyggheten på solfångaren med motorvägar, kraftledningar och industriområden.
Man får absolut inte glömma att varje kilowattimme som solvärmetekniken ersätter den värme som fås från el, genererad av fossila bränslen eller kärnkraft ger en miljövinst och är ett steg i rätt riktning mot ett ekologiskt hållbart samhälle.
 

Solceller
Så fungerar solceller
Solceller bygger på den fotoelektriska effekten. Solcellerna kan vara tillverkade av olika material med olika verkningsgrader och kostnadslägen. De fungerar dock enligt samma princip. Här följer en grov förenkling på processen:
En cell består av två tunna skikt av halvledarmaterial. Solen belyser ena skiktet på framsidan, elektroner frigörs och vandrar till skiktet på baksidan. Spänning uppstår mellan skikten som sedan kan ledas bort.

Halvledarmaterial
I kristallint kisel ligger kristallerna i perfekta rader. Den bästa verkningsgraden ligger på 20%. Nackdelen är att under tillverkningen måste kristallerna hettas upp till ungefär 10 000 grader. Detta blir väldigt dyrt trots att kislet sedan skärs upp i lövtunna skivor.
Amorft kisel har en billigare tillverkningsmetod så kristallerna tillåts ligga mer oordnat. Nackdelen är att det också har en lägra verkningsgrad, endast på 5%.
CIS-cellen är den nya generationens solcell och  har en verkningsgrad på ungefär 11%, består av koppar, indium och selen. Den är mycket billigare att tillverka än kristallint kisel. Nackdelen är att det behövs kadmium vid tillverkningen och det är giftigt samt indium som är relativt ovanligt.
De verkningsgrader som nämns här ovan måste tas med en nypa salt då det finns kraftiga variationer i källorna. Det bör dock påpekas att det inbördes förhållandet är lika. Det finns också system med  Solcellsmoduler på tak

flera solceller på varandra kan komma upp i vekningsgrader på 30%. Det till en högra kostnad då fler celler behövs.

Omvandling till el
Solcellerna tillverkar likström som transformeras till växelström med hjälp av växelriktare som är anslutna till det allmänna elnätet. När för mycket el produceras så säljer man överskottet till elbolagen och då det produceras för lite så köper man. Cellerna kan också kopplas till batterier som sedan vid behov används i hushållet för belysning, radio/TV och så vidare. En sådan lösning är mest vanlig där nätanslutning inte finns till exempel på husvagnar, sommarstugor, fyrar eller båtar.

Användningsområden
Precis som solvärmen tillämpas solel antingen centraliserat i stora solelkraftverk eller decentraliserat på byggnader där varje byggnad får sin el direkt från solcellerna. I Sverige går utvecklingen mer och mer åt decentraliserade system. En sådan anläggning finns på taket på Ringen vid Skanstull i Stockholm och installerades 1993 av Stockholm Energi.

Placering av solceller
Då det gäller decentraliserade system passar placering av solceller på byggnader bäst på dessas tak eller fasad.

På taken:
* Kan cellerna läggas som takpannor, där varje takpanna är klädd med celler.
* Moduler med celler kan monteras direkt på det befintliga taket eller med en struktur under så luft kommer in under och motverkar överhettning.
* Moduler placeras på ett stativ om taket är platt så de kan vinklas optimalt (denna lösning är i och för sig ful och lämpar sig för höga hus så de inte syns från marken.

På fasader kan cellerna antingen placeras som färdiga moduler eller som transparent film på glas i till exempel trapphus. Det lämpar sig bäst vid nybyggnation och kan användas som en arkitektonisk utsmycknig.

Fördelar och nackdelar med solel
Fördelarna och nackdelarna är till stora delar de samma som för solvärme. Fördelen är att det är rent (förutom en del vid tillverkningen), leder inte till några koldioxidutsläpp eller utsläpp över huvudtaget under användningen, kräver lite eller inget underhåll, solstrålningen är gratis och att den kan användas på byggnader utan nätanslutning.  Nackdelen är att solelen i nuläget är ungefär 10 gånger dyrare än elen vi får ur eluttaget.

En ny allmän syn på energi
Solen är jordens hjärta och motor. Utan den skulle det inte existera något liv på jorden. Jorden skulle vara en kall, steril planet. Det är solen som sätter igång den livsviktiga fotosyntesen som omvandlar solstrålning till kemisk energi som lagras kortsiktigt i växter och djur och långsiktigt i fossiler och fossila bränslen som tex olja och naturgas. Det är bara kärnkraften och geotermisk energi som från början inte kommer från solen. Att som naturen direkt utnyttja solenergin borde vara den ultimata energikällan.

Det är viktigt att man satsar på både solvärme och solel (givetvis också andra rena alternativa energikällor som till exempel vindkraft). I Sverige då nödvändigtvis inte på ett gigantiskt solkraft- eller solvärmeverk. Satsningen borde istället göras så att solfångare och solceller på fasader och tak blir en del av stadsbilden. Varken solvärme eller solel kan i Sverige ersätta hela vårt behov av värme och el på grund av vårt klimat. Med varje kilowattimme som denna rena energi kan ersätta energi från fossila bränslen och kärnkraft görs en miljövinst. Man glömmer gärna bort att det enda som mänskligheten egentligen är beroende av är miljön. Att det rent fysiskt sett är omöjligt för människan som art att överleva utan ett fungerande ekosystem. Därför är det viktigt att Sverige vågar satsa på denna typ av energi. Den klarar inte konkurrensen rent ekonomiskt i jämförelse fossila bränslen och kärnkraft ännu, men tekniken går framåt och det som behövs är en attitydförändring, både hos de som styr vårt land och hos gemene man. Det skall vara viktigt att arbeta långsiktigt för ett ekologiskt hållbart samhälle. Ett stort steg i den riktningen är att utveckla de rena energikällor som finns till exempel solenergi och vindkraft som hitintills setts som alternativa.