Человечество с давних пор желало использовать солнечную энергию без посредников, напрямую. Согласно теории, солнечная энергия, поступающая на Землю в течение года, в 30000 раз превосходит годовое потребление энергии всем населением земли, а запасы органического топлива, имеющегося на планете, превышает в десятки раз.

Например, энергия солнечного излучения, попадающая на дом, находящийся в средних широтах, превышает в несколько раз его нужды в отоплении. Несмотря на такой огромный потенциал, использование солнечной энергии ограничивается по причине низкой концентрации и рассеянности. В средних широтах энергия излучения солнца зависит от погодных условий и не превышает в среднем 1800 Вт/м2.

Однако гелиоэнергетика (helios - солнце) во всем мире стремительно набирает обороты, особенно в развитых странах, где нет больших запасов естественного топлива, при этом и в северных, и в южных странах.

Для приема и преобразования солнечной энергии используются гелиоустановки, превращающие ее в тепловую энергию (коллекторы) или в электрическую энергию (солнечные батареи). Самым простым способом получения тепла с технической точки зрения является способ получения за счет абсорбции (поглощения) излучения солнца при помощи гелиоколлекторов, применяющихся для обустройства горячего водоснабжения и отопления домов.

Использование солнечной энергии может быть активным или пассивным. В пассивных системах накопление и аккумулирование солнечной энергии реализуется оборудованием строительных конструкций домов при частичном использовании дополнительных элементов или без них. Солнечные лучи напрямую поступают в приборы, которые используют тепло, а также объекты с частичным регулированием или без регулирования. Поэтому в контурах систем отсутствуют какие-либо механизмы, которые двигаются.

• Японские компании разработали движущиеся солнечные батареи
• Ямайка обеспечит сельские дома солнечной и ветряной энергей
• Якутия собирается перейти на альтернативные энергетические источники
• Якутия переходит на альтернативную энергетику
• Южная Корея готова инвестировать более 35 млрд. долларов в альтернативную энергетику
• Энергия солнца и ветра может обеспечить Австралию электричеством
• Энергия солнца для будущего мира. Часть 4 Волновые методы передачи электрической энергии
• Энергия солнца для будущего мира. Часть 3 Возможное развитие бестопливной энергетики

В данном случае решение будет проще и дешевле, но поступление тепла неравномерное, а использование его – неполное. Примером являются застекленные лоджии и веранды, теплицы и парники, покрытые стеклом или прозрачной пленкой, зачерненные резервуары для подогрева воды в летнее время.

Данный подход применяется в концепции «Пассивный дом» (Passiv-hous) – это современный европейский стандарт строительства и использования жилья. Цель, преследующаяся при строительстве «пассивного дома» - предотвращение перегрева в летнее время, сокращение потерь тепла в зимний период, и как результат – сокращение результатов на отопление и кондиционирование.

Это становится возможным при соблюдении основных принципов. Цель конструкции «пассивного дома» - оптимальные планировочные решения в области инсоляции, утепление всех конструкций, минимизация тепловых потерь через окна. При создании домов, пассивно использующих солнечную энергию, северную сторону наиболее теплоизолируют и выполняют минимальной высоты, а юную сторону делают по максимуму высокой и полностью застекленной – это делает максимально эффективным использование солнечной энергии.

Вторым распространенным видом тепловых солнечных установок являются активные системы, в которых лучи солнца поступают в специальные устройства, где их энергия преобразуется в тепловую энергию с определенными параметрами. Отсюда тепловая энергия передается теплоносителем к аккумулирующим установкам или потребителям. В активных системах наряду с преобразователями функционируют насосы, электромоторы и другие установки. Энергия солнца используется для освещения, нагревания воды, вентиляции. В результате происходит ее полное использование и равномерное обеспечение потребителей.