To dzięki nim możemy w prosty i niedrogi sposób pozyskać energię potrzebną do zapewnienia najbliższym ciepłej wody czy wydajnego systemu ogrzewania.
Nic dziwnego, że coraz większa grupa osób interesuje się takimi rozwiązaniami, jak kolektory słoneczne czy fotowoltaika.
Do górnych warstw atmosfery Ziemi dociera promieniowanie słoneczne o natężeniu napromieniowania 1366,1 W/m? (patrz stała słoneczna).Oznacza to, że całkowita moc docierająca do atmosfery wynosi około 174 petawatów. Około 30% tej mocy jest odbijane natychmiast w kosmos, a kolejne 20% jest pochłaniane przez atmosferę78.
Do powierzchni Ziemi dociera około 89 petawatów, co oznacza średnio około 180 W/m?8.
Sumaryczna energia, jaka dociera do powierzchni poziomej w ciągu całego roku, wynosi od 600 kWh/(m?*rok) w krajach skandynawskich do ponad 2500 kWh/m?/rok w centralnej Afryce9.
W Polsce wynosi około 1100 kWh/(m?*rok)10. Z 89 petawatów docierających do powierzchni, około 0,1% jest wykorzystywane przez rośliny w procesie fotosyntezy11.
Zmagazynowana w ten sposób energia jest źródłem zarówno żywności, jak i paliw kopalnych.Całkowita moc wykorzystywana przez ludzi stanowi około 18 terawatów, czyli około 0,02% mocy promieniowania słonecznego.
Ogniwa fotowoltaiczne wykorzystywane są również w elektronice użytkowej (kalkulatory, lampy ogrodowe, oświetlanie znaków drogowych), zasilaniu układów telemetrycznych w stacjach pomiarowo rozliczeniowych gazu ziemnego, ropy naftowej oraz energii elektrycznej, zasilanie automatyki przemysłowej i pomiarowej, a także produkcji energii w pierwszych elektrowniach słonecznych.
Ogniwa tego typu wykorzystywane są również w użytku domowym.
Mylone są one często z kolektorami słonecznymi, które odróżniają się tym, że przekształcają energię promieniowania słonecznego w ciepło. Fotowoltaika przeżywa intensywny rozwój: Na koniec 2006 roku na całym świecie zainstalowano 1 581 MW paneli fotowoltaicznych a skumulowana moc wynosiła 6 890 MW.Pięć lat później w roku 2011 zainstalowane zostało aż 27 650 MW baterii słonecznych a moc skumulowana urosła do 67 350 MW.
Liderem w mocy zainstalowanych paneli fotowoltaicznych są Niemcy (32 380 MW mocy paneli słonecznych).