روش های مختلفی برای استفاده از انرژی خورشیدی وجود دارد.
در یكی از این روش ها، پانل های خورشیدی انرژی خورشید را جمع نموده و باعث بالا رفتن دمای آب می‏شوند (آب گرم شده در منزل استفاده می‏ شود). معمولاً پانل های خورشیدی سیاه هستند زیرا این رنگ تابش خورشید را بهتر جذب می ‏كند.

روش دیگر استفاده از انرژی خورشیدی باتری خورشیدی می ‏باشد. باتری های خورشیدی انرژی خورشیدی را مستقیماً به الكتریسیته تبدیل می‏ كنند.

از آینه ‏های مقعر برای جمع‏ آوری نور خورشید استفاده می ‏شود. در فرانسه چنین آینه ‏هایی نور خورشید را در محلی جمع نموده و دمـای آن مـحـل تـا 300 درجـه بـالا می ‏رود. گرمای زیاد در این محل باعث بخار شدن آب می شود. بخار حاصل از آن برای به حركت در آوردن ژنراتور به كار می ‏رود.

برخى انرژیهاى تجدید پذیر را تنها امید بقاى کره زمین دانسته‌اند، در حالى که عده‌اى آنرا منبعى حاشیه‌اى با ظرفیت محدود به حساب مى‌آورند. از سویى منابع سوخت فسیلى پایان پذیر و تجدیدناپذیر است و باید از انرژیهاى تجدید پذیر که به رغم منابع فسیلى ، منافع زیست محیطى فراوانى در بر دارد بیشتر بهره جست. انرژى خورشیدى ، نتیجه فرآیند پیوسته همجوش هسته‌اى در خورشید است و هم اکنون کل منبع انرژى خورشیدى 10 هزار برابر مصرف انرژى کنونى بشر است، اما اندک بودن شدت این توان و تنوع زمانى و جغرافیایى آن ، مشکلات عمده‌اى را فراهم کرده که سهم این انرژى را در برابر کل انرژى محدود مى‌کند.
با این حال ، در کشورهایى که هزینه انرژى معمولى به دلیل مالیات زیاد است و دولت تلاش زیادى براى ترغیب مردم به استفاده از انرژى خورشیدى مى‌کند، بازار براى سیستمهاى حرارتى خورشیدى کم دما رونق دارد. با آنکه کل منبع انرژى خورشیدى این امکان بالقوه را دارد که سهم عمده اى در تأامین انرژى جهانى در آینده داشته باشد، دلایل زیادى وجود دارد که سهم استفاده از آن را در 20 سال آینده بسیار محدود مى‌کند.
اهمیت این محدودیت ، همراه با الگوهاى مصرف و اولویتهاى ملى تغییر مى‌یابد. یکى از محدودیتهاى عمده در استفاده از انرژى خورشیدى ، عدم کارآیى اقتصادى سیستمهاى خورشیدى اولیه در برابر سیستمهاى تکامل یافته با سوخت فسیلى است که با افزایش قیمت سوختهاى معمولى و اقتصادى تر کردن دستگاههاى خورشیدى با حجم تولید بیشتر ، گرایش به استفاده از این گونه انرژى را مى‌توان شتاب بخشید. در کنار محدودیتهاى اقتصادى لازم است انرژى خورشیدى و مزیتهاى استفاده از آنرا با آموزش در محتواى فرهنگى زندگى مردم و به منظور ارتقاى سطح آگاهى آنان وارد ساخت که به سرمایه گذارى و توجه دولت به بخش خصوصى نیاز دارد. محور دیگر معادله اجتماعى انرژى خورشیدى ، توسعه مهارتهاى فنى در میان طراحان ، نصابان و تعمیر کاران بسیارى از دستگاههایى است که بطور وسیع در سراسر جهان توزیع مى‌شوند.
با توجه به دورنماى فراگیرى انرژى خورشیدى و با توجه به کل سرمایه در دسترس براى سرمایه گذارى در انرژى خورشیدى که در 30 سال آینده به 10 درصد کل سهام انرژى جهان محدود خواهد شد، به این نتیجه مى‌توان رسید که انرژى خورشیدى دست کم زودتر از سال 2020 نمى‌تواند جانشین اصلى انرژى سوختهاى فسیلى شود. کشورها نیز در زمینه سرمایه گذارى در این بخش با محدودیت روبرو هستند و روشى که براى کاهش این محدودیتها مى‌توان به آن اشاره کرد.
جذب سرمایه بخش خصوصى و استفاده از آن بخش از بودجه دولتى است که براى سرمایه گذارى در انرژى خورشیدى اختصاص داده شده است که بسیارى از کشورها با کاربست این روش به موفقیتهایى دست یافته‌اند و در کشور ما نیز باید شرایط حضور بخش خصوصى فراهم و اقدامهاى لازم براى جذب بخش خصوصى انجام شود. آلمان که با پیامدهاى افزایش شدید بهاى نفت دست به گریبان بوده و برنامه تولید انرژى هسته‌اى خود را نیز کنار گذارده است، هم اکنون در صدد گسترش دادن نیروگاههاى بسیار بزرگ است.
اخیرا بزرگترین نیروگاه خورشیدى در این کشور گشایش یافت. این نیروگاه که در جنوب شهر لایپزیک و در شرق این کشور قراردارد با 33هزار و 500 پانل فتوولتاییک حدود 5 مگاوات ساعت برق تولید مى کند. این نیروگاه قادر است برق 1800 خانوار را تامین کند. براساس ارزیابى سازمان انرژى خورشیدى آلمان، مجموع ظرفیت تولید آماده در سال جارى به 300 مگاوات رسیده که دو برابر ظرفیت تولید پیشین در این کشور است.

 هم اکنون نگرانیهاى فراوانى در زمینه توانایى کشورها در یافتن منابع سرمایه‌اى به منظور تأمین نیازهاى مالى توسعه استفاده از این نوع انرژى در دهه‌هاى آینده وجود دارد که این معضل در کشورهاى در حال توسعه شدیدتر است. اما به نظر مى‌رسد با ایجاد سرمایه گذاریهاى کلان و سریع در این زمینه ، مشارکت بخش خصوصى در این گونه طرحها و مهمتر از همه ارتقاى سطح فرهنگى کشور براى استفاده از انرژیهاى جانشین (تجدیدپذیر) تا چند سال آینده ، دستیابى به این هدف مهم چندان دور نباشد.

نیروگاههاى خورشیدى داراى انواع گوناگون و تفکیک پذیر هستند: نیروگاههایى که مستقیم با دریافت انرژى خورشید آنرا به انرژى الکتریکى تبدیل مى‌کنند و نیروگاههایى که پس از دریافت انرژى خورشید آنرا به گرما و پس از گذشت یک روند خاص ، به الکتریسیته تبدیل مى‌کند. سیستمهایى که از انرژى خورشید بهره مى‌برند، شامل سیستم فتوولتایى (PV) و سیستمهاى گرما شیمیایى ، تولید هیدروژن از انرژى خورشید است. در سیستم فتوولتایى که در اصل براى کاربردهاى فضایى ابداع و تکمیل شده بودند، انرژى نورى را مستقیم به انرژى الکتریکى تبدیل مى‌کنند.
این فناورى بر اساس این نظریه «اثر فوتوالکتریک» انیشتین شکل گرفته که نور سبب مى‌شود الکترونها از هم جدا شوند. توسعه PV براى کاربردهاى زمینى در هنگام نخستین بحران نفت در دو زمینه بسیار متفاوت آغاز شد:
یکى در زمینه فناوریهاى تمرکزى است که در آن کاهش هزینه‌ها با استفاده از جانشینى سطح PV بوسیله سطح عدسى صورت مى‌گیرد و دیگرى براى کاهش هزینه‌هاى مدولهاى PV با استفاده از ساخت صنعتى با حجم زیاد است. در سیستمهاى گرما شیمیایى و نورشیمیایى نیز از انرژى خورشید براى القاى واکنشهاى شیمیایى استفاده مى‌کنند تا کیفیت محصولات موجود را افزایش دهند یا محصولات کاملا جدیدى را بسازند. گرما شیمیایى به استفاده از گرما براى رانش واکنشها اطلاق مى شود و نور شیمیایى به استفاده مستقیم فوتونها مانند بخش ماوراى بنفش طیف خورشید اطلاق مى‌شود. تولید هیدروژن از انرژى خورشید نیز به توجه ویژه نیاز دارد، زیرا هیدروژن سوخت تمام نشدنى و سازگار با محیط است.

1. برای مصارف برق خانگی شهری و روستائی

2. آبیاری و پمپاژ ـ مصارف مختلف کشاورزی

3. شارژ باطری _ کنترل از راه دور ـ چراغ های راهنمائی سیستم های اخطار و اعلام خطر ـ ماشین های حساب

4. ایستگاه های اندازه گیری متحرک ـ هواشناسی ـ اندازه گیری پارامترهای آب ـ تلفن های جاده ای بین شهری

5. روشنایی معادن ـ تونل ها ـ ایستگاههای سیار پزشکی ـ یخچال های نگهداری دارو در نقاط دوردست

سلول های فتوولتائی بعنوان واحد دریافت کننده انرژی خورشیدی و تبدیل آن به انرژی الکتریکی دارای اهمیت ویژه ای در تامین انرژی برق از منابع انرژی های تجدیدپذیر می باشد. سلول های فتوولتائی یا خورشیدی در حقیقت بلورهای نیمه هادی سیلیکون و همچنین شکل غیربلوری آن هستند که پردازش شده و عملیاتی روی آنها انجام میگیرد؛ بطوریکه اساس پدیده فتوولتائی جذب فوتون نور، تولید جفت الکترون ـ حفره و جداسازی الکترون ها و حفره های تولید شده به وسیله مبدل الکتریکی در داخل ماده نیمه هادی استوار می شوند پدیده تولید ولتاژ و جریان باین روش اثر فتوولتائی نامیده می شود.

یکی از دانشمندان در حین آزمایش دیویدهای تولیدی در آزمایشگاه خود مشاهده نمود که این دیویدها با قرارگرفتن در معرض نور ولتاژ و جریان قابل ملاحظه ایجاد میکنند. این یافته به توسعه سلول های خورشیدی سیلیکونی کمک کرده باطری خورشیدی تهیه شده از این دیودها دارای بازده خوبی نسبت به سلول های خورشیدی قبلی داشته است. باین ترتیب در سال 1958 برای اولین بار تامین برق اضطراری اولین ماهواره فضایی امریکا از 6 پنل کوچک فتوولتائی سیلیکونی استفاده شد که بیش از 6 سال طول عمر ماهواره و برق فرستنده 5 میلی واتی ماهواره راتامین نمود.

این آغاز ظهور یک صنعت جدید بود. صنعتی که در وهله اول در زمینه صنایع فضایی جهت تامین برق در فضا از سطح میلی وات تا ردیف های با قدرت بیش از 20 کیلو وات مورد استفاده قرارگرفت که امروزه با پیشرفت فناوری آن نیروگاه های فتوولتائیک تا چندین مگاوات هم ساخته شده اند. در روستاها و شهرهای بزرگ بصورت مستقل و متصل به شبکه برق مورد استفاده قرار می گیرند حتی در ساختمان های مسکونی مالکین با نصب این صفحات در پشت بام ها یا روی دیوارها برق موردنیاز خود را از انرژی خورشیدی تامین نموده و در مواقعی که از برق آن استفاده نمی کنند ویا در مواقع پیک مصرف شبکه، دولت برق آنها را باقیمت مناسب می خرد.

همانطور که گفته شد سیلیسیوم یا سیلیکون پایه و اساس صنعت فتوولتائی می باشد، سلول های سیلیکونی که از ماسه ساخته می شوند در طبیعت به وفوریافت می شوند که طی دوره حیات خود می توانند الکتریسیته معادل سوزاندن 500000 تن زغال سنگ تولید نمایند. و تقریباً 20 درصد پوسته زمین را تشکیل می دهند. و بعلت اهمیت آن در بازار الکترونیک اطلاعات موجود درباره خواص الکتریکی، اپتیکی، فیزیکی و شیمیائی این نیمه هادی از هرماده دیگر بیشتر است. صفحات خورشیدی از اتصال یک سری سلول خورشیدی که بصورت سری موازی به هم متصل می شوند شکل می گیرند.

به مجموعه پانل های فتوولتائیک یک ارایه خورشیدی گفته می شود که انواع مختلف و بصورت تک کریستال ـ چند کریستال ـ بی شکل مورداستفاده قرار می گیرند. بازده تبدیل انرژی نورانی به الکتریکی آنها حدود 17 تا 18 درصد است که با فناوری های نوین راندمان آنها خیلی بالاتر رفته است. این پانل ها بصورت صفحات پلاستیکی فیلم نازک ساخته می شوند که غیر از پشت بام و روی دیوار در روی شیشه ساختمان ها نیز نصب میگردند که از برق آنها نیز می توان استفاده نمود.

سلول های فتوولتائی فقط در صورتیکه در معرض نور قرار گیرند انرژی الکتریکی تولید می کنند. به همین سبب در هنگام شب و روز های ابری که شدت تابش نور ناچیز است از باطری استفاده می شود که باطری ها در زمانیکه شدت تابش مناسب است توسط صفحات خورشیدی شارژ می شوند. در چندین پارک در تهران مانند پارک پردیسان ـ پارک گلبرگ در نارمک و در برخی مناطق شهر این چراغ های خورشیدی نصب گردیده اند و در شب ها روشنائی این پارک ها از این چراغ های خورشیدی تامین می گردد و شهرداری تهران فعالیت خوبی را در کاربرد انرژی خورشیدی آغاز کرده حتی برق برخی چراغ ها معابر و چراغ های راهنمائی را از این انرژی پاک تامین نموده است. حتی در پارک پلیس در مسجد و اماکن بهداشتی در این پارک آبگرمکن خورشیدی نصب نموده است. امیدواریم در این پارک های بزرگ سرپناه های خورشیدی هم که در مواقع وقوع زلزله مورد استفاده قرار گیرد ساخته شوند.

افزایش روزافزون کارائی سیستم های فتوولتائی سبب شده است که برای مناطقی که از شبکه سراسری دور هستند استفاده از این سیستم ها در ارجحیت قرار گیرند. هم اکنون در امریکا بزرگترین نیروگاه فتوولتائی با ظرفیت 2/5 مگا وات پیک کار میکند و در نظر است تا 10 سال آینده حدود 1000 مگاوات پیک برای استفاده در منازل و صنایع نصب گردند.

· تامین نیروی حرکتی ماهواره ها و سفینه های فضایی

· تامین انرژی لازم دستگاهایی که نیاز به ولتاژهای کمتری دارند مثل ماشین حساب و ساعت

· تهیه برق شهر توسط نیروگاههای فتوولتائیک

· تامین نیروی لازم برای حرکت خودروها و قایقهای کوچک

سلول خورشیدی عبارت از قطعات نیمرسانایی هستند که انرژی تابشی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند.رسانندگی این مواد به طور کلی به دما ,روشنایی ,میدان مغناطیسی و مقدار دقیق ناخالصی موجود در نیم رسانا بستگی دارد.
از ویژگی های سلولهای خورشیدی میتوان به این موارد اشاره کرد:
جای زیادی اشغال نمی کنند .قسمت متحرک ندارند .بازده انها با تغییرات دمایی محیط تغییرات چندانی نمی کنند.نسبتا به سادگی نصب می شوند.به راحتی با سیستمهای به کار رفته در ساختمان جور می شوند.
همچنین از اشکالات سلولهای خوشیدی می توان به تولید وسایل فتوولتائیک که هزینه زیادی دارد و چگالی انرژی تابشی که بسیار کم است اشاره کرد که در فصول مختلف و ساعات متفاوت شبانه روز تغییر می كند که باید ذخیره شود و همین موضوع بسیار هزینه بر است.

نیروگاه های حرارتی که حرارت لازم توسط اینه هایی که نور خورشید را روی دیگ بخار متمرکز میکنند, تولید میشود.
اثر فتوولتایی:در این روش انرژی تابشی مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل میشود.قطعاتی که اثر فتوولتایی از خود نشان میدهند به سلول خورشیدی معروفند .
و در حال حاظر بیشترین استفاده از انرژی خورشیدی با این روش است.در برخی کشورها نیروگاه های فتوولتائیک ساخته شده که برای تولید برق است.
اما بیشترین استفاده از سلولهای خورشیدی در نیروگاه(( فتو ولتائیک50مگاواتی جزیره کرت یونان))است.