van de zon afkomstige energie. De zonne-energie is het resultaat van de kernfusieprocessen die zich op de zon afspelen.
Van de stralingsenergie die de aarde bereikt, wordt bijna 30 % teruggekaatst, ruim 20 % is nodig om de verdamping van het water (en de regen) op peil te houden en bijna de helft wordt gebruikt om de aarde op te warmen. Deze enorme hoeveelheid warmte is meer dan 10000 maal de huidige wereldbehoefte aan energie. Het wordt allemaal omgezet in opwarming van grond, lucht en water. Slechts 0,2 % is nodig voor de wind- en zeestromen en slechts 0,1 % voor de zgn. fotosynthese, waarbij door planten zonneenergie wordt opgeslagen in chemische stoffen. De aarde ontvangt in totaal aan zonne-energie gemiddeld 5500 megajoules per vierkante meter per jaar. Voor Nederland en België is dit 3500 megajoules, ongeveer de helft van de hoeveelheid in de Sahara. Nederland ontvangt aan zonneenergie ongeveer 50 maal meer dan aan energie vereist is.Het grootste probleem bij het gebruik maken van zonne-energie is, dat in de winter wanneer juist de vraag naar energie het grootst is, de zonnestraling het geringst is. Om dit probleem te kunnen oplossen, is een opslagsysteem voor energie vereist dat lange tijd intact kan blijven. Eenvoudiger is het om de energie slechts voor korte tijd op te slaan, b.v. door de zonne-energie die overdag beschikbaar is, op te slaan en ’s avonds en ’s nachts te benutten. Het eenvoudigste opslagsysteem dat hiervoor in aanmerking komt, is een goed geïsoleerd waterreservoir.
De produktie van bruikbare warmte uit zonne-energie kan op twee manieren plaatsvinden: passief of actief. Bij de passieve systemen wordt een gebouw zodanig geconstrueerd en voorzien van isolatie en aangepaste ramen, dat ongeveer 40 % van de warmtebehoefte van het gebouw gedekt kan worden uit het opvallende zonlicht, zonder extra installaties aan te leggen. Normaliter wordt slechts 10 % van de warmtebehoefte gedekt. Een nadeel is dat de investeringskosten in zo’n gebouw hoger zijn dan gewoonlijk. Bij de actieve systemen moet d.m.v. collectoren een medium (meestal water, soms lucht) verwarmd worden door de zon en rondgepompt, waarbij de warmte op de gewenste plaats afgestaan wordt. De eenvoudigste uitvoering is de vlakke-plaatcollector (→ zonnecollector).
Met behulp van dit systeem kan de warmwatervoorziening van een woonhuis verzorgd worden en eventueel ook de ruimteverwarming. Een nadeel van dit systeem is dat ruimte voor de noodzakelijke opslag van warmte is vereist. Bij de toepassing van dit soort collectoren voor zwembadverwarming is dat geen probleem, omdat het bad als opslag fungeert.
Met behulp van concentrerende collectoren, in de vorm van spiegels of lenzen, waarbij het te verwarmen medium in het brandpunt van de spiegels staat, zijn veel hogere temperaturen bereikbaar. Op deze manier kan stoom geproduceerd worden en daarmee weer elektriciteit. Een nadeel is dat de spiegels of lenzen de zon moet volgen, omdat alleen directe zonnestraling bruikbaar is. Het vereiste landoppervlak voor de plaatsing van spiegels is vrij groot. Deze toepassing van zonnestraling zal waarschijnlijk beperkt blijven tot de zonnige gebieden. Eenvoudige uitvoeringen van gekromde spiegels kunnen in tropische landen als kooktoestel dienst doen (ook in gebruik voor campingdoeleinden).
Met behulp van zonnecellen is het zonlicht direct om te zetten in elektriciteit. Niet alle zonnestraling kan benut worden, met als gevolg dat de zonnecel warm wordt, hetgeen nadelig is voor de werking van de cel. In de praktijk is het rendement ca. 10-15 %. Zonne-energie is een hernieuwbare vorm van energie, waarbij geen afvalstoffen vrijkomen die het milieu belasten.
