Die Quelle ist die Sonne, und die durchschnittliche jährliche Sonneneinstrahlung ist je nach Breitengrad sehr unterschiedlich. Zwischen den Wendekreisen sind die Sonnenstrahlen konzentrierter als in unseren Breitengraden.
Ausserdem zerstreuen (reduzieren) Wolken die Intensität der Sonneneinstrahlung. In unseren Breitengraden wird die durchschnittliche jährliche Sonneneinstrahlung am Boden auf den Gegenwert von 1000 kWh/m2 geschätzt, davon 60% in Form von diffusen Strahlen (gelb) und 40% in Form von direkter Einstrahlung (orange).
Sonnenenergie lässt sich in Solarwärme (passive Form) und Solarstrom (Photovoltaikzellen) unterteilen.

Ein Teil der Sonnenstrahlung überträgt ihre Wärmeenergie auf Materialien, die ihr ausgesetzt sind. Je mehr infrarote Strahlung (und Strahlung des übrigen Sonnenspektrums) ein Material aufnehmen kann, umso intensiver wird die Erwärmung. Die Eigenschaften, die ein gutes Absorptionsmedium für Wärme ausmachen, sind seine Leitfähigkeit (seine Fähigkeit, Wärme zu übertragen), seine Farbe (schwarz nimmt mehr Wärme auf als weiss), die Oberflächenreflektion und seine thermische Trägheit (die Fähigkeit, Wärme zu speichern).

Weitere Informationen über Solarenergie

Die Photovoltaik nutzt die Energie der Photonen des Lichts. Wenn diese auf die Oberfläche einer dünnen Siliziumschicht treffen, übertragen sie ihre Energie auf die Elektronen der Siliziumatome.
Diese «lösen» sich und schaffen dadurch ein elektrisches Ungleichgewicht in der Siliziumschicht. Das Ungleichgewicht wird durch ein elektrisches Feld aufrecht erhalten. Wenn man den Kreislauf schliesst, erzeugt man einen elektrischen Strom zwischen den beiden Ladungen. Dabei ist zu beachten, dass dieser Strom ohne Bewegung und lautlos erzeugt wird.
Der Strom ist unmittelbar verwertbar. Er lässt sich speichern (Batterie), der Gesamtertrag verringert sich jedoch je nach der Leistung des Speichersystems. Der Ertrag eines Moduls mit Photovoltaikzellen beträgt zwischen 6 und 24% der Sonnenstrahlung (15% ist ein realistischer Durchschnitt). Dies ist nicht wenig, da innerhalb des Netzes keine Verluste auftreten.

In der Schweiz hat die Photovoltaik einen Anteil von ca. 0,02% am Gesamtelektrizitätsverbrauch. Ihre Vorteile sind ihre Erneuerbarkeit, ihre Modularität, ihre Einfachheit und ihr dezentraler Charakter. Ihre Nachteile bestehen offensichtlich in den Schwankungen der Sonneneinstrahlung je nach Wetter, Tages- und Jahreszeit sowie in den relativ hohen Kosten des Solarstroms.