Ένα ηλιακό πάνελ είναι μια συσκευή που προορίζεται να απορροφά ενέργεια από τις ακτίνες του ήλιου, είτε για άμεση χρήση είτε για αποθήκευση. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ηλιακών συλλεκτών: οι φωτοβολταϊκές μονάδες και οι ηλιακοί θερμικοί συλλέκτες. Οι φωτοβολταϊκές μονάδες προορίζονται να μετατρέπουν την ενέργεια του ήλιου σε ηλεκτρική ενέργεια, να τροφοδοτούν πράγματα όπως φώτα, υπολογιστές ή αυτοκίνητα. Οι ηλιακοί θερμικοί συλλέκτες κατασκευάζονται για να απορροφούν την ενέργεια του ήλιου απευθείας ως θερμική ενέργεια και συχνά χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση του νερού για ντους ή για τη θέρμανση του νερού που μπορεί να περάσει μέσω μιας δομής για να το θερμάνει.
Ο πρώτος τύπος ηλιακού πάνελ, το φωτοβολταϊκό στοιχείο, είναι στην πραγματικότητα μια συλλογή από έναν αριθμό ηλιακών κυψελών. Τα πολλαπλά ηλιακά πάνελ αποτελούνται από μια ηλιακή συστοιχία ή μια φωτοβολταϊκή συστοιχία. Οι ηλιακές κυψέλες συνδυάζονται σε ένα ενιαίο ηλιακό πάνελ για ευκολία στη χρήση και οικονομία κλίμακας. Συνδυάζοντάς τα σε διαχειρίσιμα πάνελ, γίνεται ευκολότερη η μεταφορά και η εγκατάστασή τους και τα ηλεκτρονικά που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία τους μπορούν να κοινοποιηθούν σε διάφορα ηλιακά κύτταρα.
Ο πιο κοινός τύπος ηλιακού πάνελ χρησιμοποιεί είτε κρυσταλλικό πυρίτιο με τη μορφή γκοφρετών, είτε λεπτές μεμβράνες που αποτελούνται είτε από πυρίτιο είτε από τελλουρίδιο του καδμίου. Καθώς το φως χτυπά το ηλιακό πάνελ, μέρος της φωτεινής ενέργειας απορροφάται στον ημιαγωγό που τον αποτελείται, απελευθερώνοντας τα ηλεκτρόνια. Αυτά τα ηλεκτρόνια στη συνέχεια εξαναγκάζονται προς μία κατεύθυνση, δημιουργώντας ένα ρεύμα, το οποίο μπορεί στη συνέχεια να συλληφθεί, να μετατραπεί και να χρησιμοποιηθεί για να τροφοδοτήσει ό,τι το χρειαζόμαστε. Είναι μια αρκετά βασική ιδέα, αλλά υπάρχει ένας συναρπαστικός κόσμος καινοτομίας και ανακάλυψης που βρίσκεται σε εξέλιξη για να ξεκλειδώσει τη δύναμη του ηλιακού πάνελ.
Μια από τις πιο άμεσες ανησυχίες με ένα ηλιακό πάνελ είναι πώς να λαμβάνετε την περισσότερη ενέργεια από τη μικρότερη περιοχή. Ένα ηλιακό πάνελ είναι ακριβό και καταλαμβάνει χώρο, επομένως πρέπει να είναι τόσο οικονομικό όσο και από άποψη αποτυπώματος, προκειμένου να αξίζει την εγκατάστασή τους αντί να αφαιρέσετε την ηλεκτρική ενέργεια από το δίκτυο. Τα καταναλωτικά ηλιακά πάνελ λειτουργούν επί του παρόντος με απόδοση περίπου 5% έως 18%, και ο αριθμός αυτός έχει αυξηθεί σημαντικά την τελευταία δεκαετία. Υπάρχει μια ισχυρή βιομηχανία που βασίζεται στην παραγωγή καινοτόμων ηλιακών συλλεκτών που μπορούν να απορροφήσουν ακόμη περισσότερο το φως του ήλιου και φαίνεται πιθανό ότι προσιτά ηλιακά πάνελ που απορροφούν 20% έως 30% θα είναι διαθέσιμα σε πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα.
Υπάρχουν επίσης πιο εξωτικά σχέδια για μαζική ενίσχυση της απόδοσης, με πολλά θεωρητικά σχέδια να ελπίζουν σε απόδοση έως και 50%. Αυτό έχει συνέπειες για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, από την τροφοδοσία σπιτιών έως την τροφοδοσία οχημάτων έως την τροφοδοσία διαστημόπλοιων. Μια άλλη καινοτομία στον σχεδιασμό των ηλιακών πάνελ επιχειρεί να κάνει τα ίδια τα πάνελ απίστευτα λεπτά, διαφανή και εύκαμπτα, έτσι ώστε να μπορούν να τοποθετηθούν σε πράγματα όπως παράθυρα, εξαλείφοντας ουσιαστικά το αποτύπωμά τους.
Ο άλλος τύπος ηλιακού πάνελ, ο ηλιακός θερμικός συλλέκτης, χρησιμοποιείται εδώ και εκατοντάδες χρόνια με τη μία ή την άλλη μορφή. Η ιδέα είναι βασικά να τοποθετήσετε ένα σώμα νερού σε ένα δοχείο και να κάνετε αυτό το δοχείο να απορροφήσει όσο το δυνατόν περισσότερη φωτεινή ενέργεια, πολύ απλά βάφοντάς το μαύρο. Αυτό στη συνέχεια θερμαίνει το νερό, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πολλούς διαφορετικούς σκοπούς. Πολλοί άνθρωποι χρησιμοποιούν αναγκαστική ηλιακή θέρμανση για να θερμάνουν τα σπίτια τους, περνώντας αυτό το ζεστό νερό μέσω σωλήνων στα πατώματα ή τους τοίχους, το οποίο στη συνέχεια ακτινοβολεί προς τα έξω και θερμαίνει τον αέρα μέσα.