把陽光轉換成電能，可直接使用太陽能光伏（PV），或間接使用聚光太陽能熱發電（CSP）。聚光太陽能熱發電系統會使用透鏡或反射鏡和跟蹤系統將大面積的陽光聚焦成一個小束，並利用光電效應將光伏光轉換成電流。陽光可以直接轉換成電力使用太陽能光伏，或間接使用聚光太陽能熱發電，它通常集中太陽的能量來燒開水，然後用來提供電源。在所有這些系統中的工作流體被聚光的太陽光加熱，然後將其用於發電或能量存儲。儲熱有效地允許最多24小時的發電。其他技術也存在，如斯特林發動機使用斯特林循環發動機供電。太陽光發電最初仍然是用於小型和中型應用，由光伏電池 (太陽能電池) 供電，把太陽能收集和轉換成電能。第一次商業集中開發太陽能發電廠發生在20世紀80年代。位於美國加利福尼亞州莫哈韋沙漠的太陽能發電廠安裝在世界上最大的聚光太陽能熱發電，354百萬瓦的太陽能發電系統。在2014年，太陽能已經在主要市場達到電網平價，而在2015年太陽能發電量成長到佔所有發電量的百分之一。太陽能資源豐富，且無需運輸。使用過程不會產生環境汙染，亦不會產生溫室氣體導致地球溫室效應加劇。還能達到隔熱的作用，可以有效降低建築物內部的溫度，降低建築耗
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