Az összes energia visszavezethető a napenergiára. A vízmozgások, a széljárások, a földhő, a biogázok mind-mind a nap kisugárzott energiájának a következményeképpen jön létre. Ezek a napsugárzás közvetett felhasználásai.

A közvetlen felhasználás a nap sugarainak direkt felfogása, mely két formában lehetséges:

• Napelemek segítségével,
• Napkollektorok segítségével.

Napelemekkel elektromos energiát állíthatunk elő a nap sugaraiból Egy-egy szilícium lapocskából 1,5 V egyenáramot nyerhetünk, ami nem nagy feszültség, de többet sorba kapcsolva már nagyobb feszültséget is elő tudunk állítani. Az egyenáramot inverter segítségével váltakozó-árammá lehet átalakítani és transzformátorral a villamos hálózatba lehet juttatni ezt az energiát. Németországban a villamos művek a magánemberektől is átveszi az így előállított energiát.

Ezzel az energiatermeléssel az a gond, hogy nem mindig süt a nap, s ilyenkor nem tudunk elektromos energiát előállítani.

A mi szakterületünkön a napkollektoroknak van jelentőségük. Ezekkel lehet a nap hőjét átadni a hőközvetítő közegnek.

Háromféle napkollektort alkalmazhatunk szakmánkban:

• Sík-kollektor,
• Vákuumcsöves kollektor,
• Hőcsöves kollektor.

A legelterjedtebbek a sík-kollektorok. Előállításuk a legolcsóbb, viszont relatív a legkevesebb hőt tudják hasznosítani

A direkt napsugárzást tudja hasznosítani, de a szórt (diffúz) sugarakból csak nagyon keveset. A vákuumcsöves kollektorok a szórt napsugarakat is el tudják nyelni

A hőcsövek az egészen alacsony hőmérsékletű napsugárzást is tudják hasznosítani

Ez a kollektor ugyanúgy viselkedik, mint egy gőzfűtés, a benne lévő folyadékot a napsugárzás elgőzölögteti, majd a felszálló gőz átadja a rejtett hőjét a felmelegítendő közegnek, s ismét folyadékká válik. A földünket érő napsugárzás hasznosítható része többszöröse az egész föld összes energiaszükségletének.

Napelem

A napelem abban különbözik a napkollektortól, hogy nem hőt, hanem elektromos áramot termel. Régebben is találkoztunk napelemmel pl. a számológépekben, de mára már háztartások, épületek energiaellátásához is hozzá tud járulni. A napelemek a nap elektromágneses sugárzásának felhasználásával, kémiai folyamat révén egyenáramot termelnek. Ezt az egyenáramot egy ún. inverter alakítja át 230V-os szinuszos váltakozófeszültséggé, a normál háztartási fogyasztók ellátására. Amikor a napelem modulok termelnek, ellátják a fogyasztót árammal, amikor nem, a szükséges energiát a normál hálózatról lehet felvenni. Amikor több energia termelődik, mint amennyit felhasználunk, a maradék energiát akkumulátor segítségével tárolhatjuk, vagy a megfelelő csatlakozás kiépítése után a normál hálózatra táplálhatjuk vissza.

A ma gyártott és a napelemes áramforrásokban tömegesen alkalmazott napelemek legnagyobb része szilícium alapanyagból készülnek. Más anyagokból és egyéb eljárásokkal is készülnek napelemek, pl. amorf szilíciumból, vagy Gallium-Arzenid (GaAs), vagy Réz-Indium-Diszelenid (CuInSe₂) anyagokból.

Új módszer az ún. vékonyfilmes technológia, mely során nagyon vékony, általában néhány mikrométer vastagságú rétegben viszik fel a félvezető anyagot, így jelentősen csökkenthető a drága és korlátozottan rendelkezésre álló szilícium alapanyag igénye.

A napelemmodulok mérete a néhány száz négyzetcentimétertől a néhány négyzetméteres tartományba esik. Névleges teljesítményük néhány watt és néhány száz watt között mozog.

A modern napelemek a gyártásuk során felhasznált energiát 1,5-7 év alatt termelik meg.

A korszerű napelem modulok energiaátalakítási hatásfoka 15%, élettartamuk legalább 30 év. A minőségi napelemmodul-gyártók általában 10 év garanciával szállítanak, de lehet napelemmodulokat kapni 20 éves teljesítménygaranciával is.