Die Strahlung der Sonne besitzt ihr Maximum im sichtbaren Licht. Jedoch umfasst die elektromagnetische Strahlung auch andere elektromagnetische Wellen von Röntgen- und UV-Strahlung bis hin zu Radiowellen.
Die Sonnenenergie ist die von der Sonne durch Kernfusion erzeugte Energie, die als elektromagnetische Strahlung zur Erde gelangt. Über Jahrhunderte hinweg ist die Sonnenenergie fast konstant und beträgt an der Grenze der Atmosphäre ca. 1,367 kW/m². Teile der eingestrahlten Energien werden von der Atmosphäre absorbiert und in Wärme umgewandelt, während ein anderer Teil durch Emission im Weltall verbleibt und ein weiterer Teil durch die Reflektion an Schwebeteilchen wie Staub in der Luft verbleibt. Eine große Rolle spielen bei diesen Vorgängen die Luftfeuchtigkeit, die Bewölkung und die Länge des Weges, die die Strahlen zurücklegen müssen.
Die gängigste Nutzung der Sonnenenergie ist die Photosynthese. Sie ist die Grundlage allen Lebens (Tiere, Pflanzen, Menschen) auf der Erde.
In der Solartechnik beschäftigt man sich ebenfalls mit der Nutzung der Sonnenenergie. Durch die Fotovoltaik wird die Sonnenenergie in elektrische Energie, dem sog. Solarstrom, umgewandelt. Die Infrarot-Strahlung wird als thermische Energie über Solarthermie-Anlagen eingefangen und genutzt. Die weltweit am meisten verbreitete technische Nutzung der Sonnenenergie ist die Wandlung in thermische Energie durch Sonnenkollektoren. Die so gewonnene Wärme kann in Solarwärmekraftwerken zur Erzeugung von elektrischer Energie verwendet werden und auch Solaröfen und Solarkocher bedienen sich an dieser Wandlung der Strahlen in Wärme.
In vielen Ländern, so auch in Deutschland, wird die Nutzung der Sonnenergie gefördert. Die gesetzliche Grundlage hierzu bildet das „Erneuerbare-Energien-Gesetz“. Da die solare Einstrahlung eine unstete Größe ist (Tag-Nacht) sind beim Betrieb von solaren Kraftwerken grundsätzlich Zusatzmaßnahmen notwendig, um eine Sicherheit der Energieversorgung zu gewährleisten. Solare Elektrizitätswerke können z.B. durch das vorhandene Stromnetz und durch Elektrizitätswerke aus anderen Bereichen der regenerativen Energien wie z.B. Wasserkraftwerke, Windanlagen oder Geothermiekraftwerke ergänzt werden. Vor allem sind aber dynamische Kraftwerke notwendig, um kurzfristige Leistungseinbrüche ausgleichen zu können. Eine weitere Möglichkeit stellt die Energiespeicherung dar, die Schwankungen ausgleichen kann.
Die Sonne liefert pro Jahr eine Energiemenge die dem 10.000fachen des Weltprimärenergiebedarf entspricht. Daher stellt die Sonne die größte Energiequelle dar und ist im Gegensatz zu fossilen Energieträgern unbegrenzt verfügbar. Des weiteren kommt es zu keiner Freisetzung von Feinstaub.
Jedoch stehen den zahlreichen Vorteile der Nutzung der Sonnenenergie auch einige Nachteile gegenüber. Eine konstante Energieversorgung ist z.B. wegen der wetter-, tages- und jahreszeitabhängigen Sonnenstrahlung nicht möglich. Zudem kann auf eine Verbrauchsschwankung nicht reagiert werden. Ökologisch betrachtet ist diese Art der Energieerzeugung nicht völlig emissionsfrei, da die Herstellung der Anlagen große Mengen an Energie, Frischwasser und Chemikalien benötigt. Eine Fotovoltaik-Anlage müsste nach heutigen Standards rund 1,5 bis sechs Jahre betrieben werden, um die zu ihrer Herstellung benötigen Energiemengen zurück zu gewinnen. Größter Nachteil sind die derzeit noch immensen Kosten. Zum Vergleich: Strom aus Windkraft kostet sechs bis acht Cent pro Kilowattstunde und ist somit deutlich teurer als der herkömmliche Strom. Strom aus Fotovoltaik-Anlagen kostet 40 bis 50 Cent pro Kilowattstunde.
