A dependência de combustíveis fósseis traz muitos problemas, desde danos à Terra até a poluição da atmosfera e das águas. A energia solar oferece energia sem a necessidade de queimar combustíveis fósseis. Em sua forma básica, ele não precisa de grade de distribuição porque desce do céu. Está em intenso desenvolvimento como fonte de energia elétrica, mas às vezes suas aplicações podem ser muito menores e mais simples.
Energia Solar oferece muitos benefícios

A energia solar oferece energia limpa. Não apresenta o risco de um derramamento nuclear, mas na verdade é uma liberação de radiação, apenas parte da qual é luz visível. Pode ser dimensionado para qualquer tamanho ou complexidade, desde o aquecimento de uma sala através de uma janela até a alimentação de uma rede elétrica.

A União de Cientistas Interessados lista vários benefícios, começando com a energia solar sendo inesgotável e livre. A atratividade da produção de energia solar varia de acordo com a economia do investimento em equipamentos e a concorrência de custos com combustíveis fósseis. A Scientific American estima que o custo da energia solar esteja abaixo do custo médio atual em 2018 ou 2020.
Formas comuns de captar energia solar

O calor solar radiante é facilmente capturado por simples estufas de vidro e por janelas residenciais . A energia solar "concentrada" usa enormes conjuntos de espelhos para focalizar a luz do sol em uma torre central, que aquece a água para gerar vapor que pode ser usado para gerar eletricidade.

As células fotovoltaicas (PV) convertem a luz do sol diretamente em eletricidade através do efeito fotoelétrico. A NASA descreve como os semicondutores de silício nas células capturam energia dos fótons da luz solar, que desalojam elétrons no semicondutor, criando uma corrente. Grupos de células formam módulos e os módulos se combinam em matrizes maiores. Eles podem ser configurados para produzir qualquer combinação de tensão e corrente.
Aplicações de energia solar em grande e pequena escala

A Administração de Informações sobre Energia dos EUA define plantas solares em "escala de utilidade" como aquelas que geram pelo menos um megawatt de eletricidade. A Califórnia lidera os Estados Unidos na produção de energia solar; em 2013, 1,9% da energia da Califórnia veio da energia solar e, em 2014, o número mais que dobrou para 5%. A EIA dos EUA coloca a produção de energia solar fotovoltaica do país em 16.000 megawatthours (MWh) em 2005 e subindo para 15.874.000 MWh em 2014. Aplicações em pequena escala de energia solar também se mostram úteis, como as unidades de 5 watts instaladas na Ohio Highway Patrol cruzadores para alimentar equipamentos eletrônicos a bordo sem a necessidade de acionar o motor do carro, economizando assim combustível fóssil e vida útil da bateria.
Uma variedade de usos de energia solar

As Nações Unidas estimam que em muitos climas, a energia solar residencial os sistemas térmicos podem suprir 50 a 75% das necessidades de água quente de uma casa. Pequenas unidades fotovoltaicas independentes podem acionar sinais de aviso na estrada ou até iluminação da paisagem, mas como estão fora da rede, precisam de baterias para armazenar energia quando a luz do sol não está disponível. As matrizes de energia solar residencial geralmente se conectam à rede como um backup e têm o benefício de permitir que o proprietário venda excesso de energia, dependendo dos regulamentos locais dos fornecedores de energia.