太阳能是一种可再生能源，它具有广泛性、安全性、巨大性和长久性，且不受任何人的控制与垄断，是无私、免费、公平地给予人类的。在常规能源供给紧张和环保压力不断增大的背景下，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能的热潮，使太阳能的应用领域不断拓展，已渗透到我们生活的每一个角落。下面，介绍一下太阳能的主要应用领域。
一、太阳能集热器
太阳能集热器主要是指太阳能热水器，它是太阳能热利用中最常见的一种装置。其基本原理是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能供生产和生活利用。太阳能热水器的发展，经历了闷晒式、平板式、玻璃真空管式和热管真空管式四个阶段。第一代：闷晒式，现已基本淘汰。第二代：平板式，因抗冻效果差、热损耗大、易积水垢、热效率低及使用寿命短等问题也已逐渐淘汰。但其制造成本较低，目前在一些工程项目中仍有一定市场。第三代：全玻璃真空管式。集热效率高，保温性能好，可抗直径为25毫米冰雹的袭击，适合于气温为-25℃以上地区使用。成本适中。但由于真空玻璃管内长期通水加热，有出现漏水、结水垢的可能。第四代：热管真空管式。我国采用美国应用于航天、人造卫星上的先进导热科技，将超级导热管与全玻璃真空集热管相结合，研制开发出的新一代热管真空管式太阳能热水器，导热快，热效率高，特别适用于阳光不足或每天日照时间短的地区。真空管不通水，不结垢，抗冻能力强，保温性能好，使用寿命长，乃市场新宠。太阳能热水器以其经济、节能、环保、安全、方便、供水量大等优点，备受世人瞩目。随着太阳能热水器关键技术的不断突破，太阳能热水器已广泛运用于家庭、厂矿、宾馆、学校、部队和医院等供淋浴、洗漱及其它需用热水的场所。
二、太阳能热力发电
太阳能热力发电是当今世界各国在太阳能利用方面研究的主题之一。太阳能热力发电就是通过集热器代替了常规锅炉，用太阳能热力系统带动发电机发电。太阳能热力发电要求集热温度高，需采用聚焦型集热器，以提高光能流密度。目前热发电系统主要有三种类型：槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统。槽式系统是利用抛物柱面槽式反射镜将阳光聚焦到管状的接收器上，并将管内传热工质加热产生蒸汽，推动常规汽轮机发电。塔式系统是利用独立跟踪太阳的定日镜，将阳光聚焦到一个固定在塔顶部的接收器上，以产生很高的温度。碟式系统是由许多镜子组成的抛物面反射镜，接收器在抛物面的焦点上，接收器内的传热工质被加热到750℃左右，驱动发动机进行发电。对大功率的太阳能热力发电系统，常需要较大的占地面积，因此，太阳能热力发电特别适合于偏远地区和电力输送困难的地区，尤其适合于我国的西部地区。研究表明，太阳能热发电是最可能引起能源革命，实现大功率发电、替代常规能源的经济手段之一，将完全有可能给紧张的能源问题带来革命性的解决方案，未来的太阳能热发电成本将可以实现5美分/度的目标。
三、太阳能光伏发电
光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。
理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池(片)，有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。目前，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。我国有荒漠面积108万平方公里，主要分布在光照资源丰富的西北地区。1平方公里面积可安装100兆瓦光伏阵列，每年可发电1.5亿度；如果开发利用1%的荒漠，就可以发出相当于我国2003年全年的耗电量。在我国电力干线周围有适合于大规模安装光伏发电开发的浩瀚荒漠,开发利用荒漠太阳能资源对于我国有着深远的战略意义。
四、太阳能海水淡化
地球可供人类直接利用的淡水不足地球总水量的0.36%，人类解决水资源短缺的根本出路在于海水淡化。利用太阳能作为淡化海水(或苦咸水)的能源，比利用其它能源更环保，对于用水量小且地处偏僻分散的地方来说也更经济。传统工业化海水淡化技术的运行原理大致可分为两类：一是相变过程，包括多级闪蒸、多效沸腾和蒸汽压缩等过程；二是渗析过程，主要有反渗透膜法和电渗析法等过程。相变过程最显著的优势就是能够重复利用蒸发与冷凝过程的潜热，使之在预热进入装置的海水的同时，冷凝部分蒸汽成为淡水产品。由于现阶段太阳能发电的成本相当高，利用太阳能发电提供渗析过程能量进行海水淡化并不经济，因此，太阳能与传统工业化海水淡化技术相结合仍主要集中在相变过程。目前，我国自主生产的海水淡化百吨级装置淡化纯净水吨水综合成本在6元/吨左右，千吨级装置淡化纯净水吨水综合成本将小于4元/吨，已达到国际先进水平，并可实际运营，这对于满足沿海、海岛及内陆苦咸水地区人民生产、生活用水需求具有重要意义。
五、太阳能空调
太阳能空调是以太阳能作为制冷空调的能源。利用太阳能制冷可以有两条途径，一是利用光伏技术产生电力，以电力推动常规的压缩式制冷机制冷；二是进行光-热转换，即通过集热器收集太阳能，靠消耗太阳能转化来的内能使热量从低温物体向高温物体传递。所使用的工质是两种不同的沸点的物质组成的混合物。其中，沸点低的为制冷剂,沸点高的为吸收剂。通过选用不同的工质，可获得零度以上或零度以下的低温。印度研制成功一种太阳能冰箱，在平底的太阳能收集器里，盛有氨和水的溶液，太阳光把氨从液体中蒸馏出来，并在另一个容器里冷藏下来。晚间把液态氨送到冰箱管道里，氨吸收热量使冰箱内部冷却下来。日本夏普电器公司制造的太阳能空调器，当天气晴朗时，全部动力都由太阳能电池供应；多云或阴天时使用一般电源。由于太阳能的分散性和间断性，太阳能制冷也需要配有辅助系统，来保证制冷的连续性和稳定性。一种很可行的综合系统是将太阳能供暖和太阳能制冷结合起来，一个集热器分季节分别用于供暖和制冷，这可以降低成本，提高集热器的利用率。
六、太阳能电动车
所谓太阳能车就是利用太阳电池将太阳能转换为电能，并利用该电能作为驱动能源行驶的汽车。太阳电池板在阳光照射下产生电流，通过峰值功率跟踪仪以及蓄电池的充电控制器输送至蓄电池存储以备用或者直接输入到电机。当太阳能车在行驶过程中，如果日照条件比较好的话，电能将直接输送至电机驱动太阳能车。大多数情况下，电机不需要使用全部输入的能量，剩余的能量将通过电机控制器和蓄电池充电控制器送入蓄电池存储备用。
如日照条件不佳，太阳能车将使用蓄电池中存储的电能和同时由太阳电池产生的电能来驱动太阳能车。当然，在太阳能车停止的时候，太阳电池板产生的电能将全部输送到蓄电池。日本东京电机大学最近设计出一种轻型太阳能轿车，其车顶上安装了两组蓄电池，利用太阳光充电后交替使用。一组蓄电池充电后可行驶110公里，夏季日照最长季节可达150公里。这种车不用燃油，不污染环境，最适宜于日照时间长的地区使用。
