La forma más común de aprovechamiento de la energía solar es su uso directo como energía térmica.
El calentamiento solar de agua y otros fluidos permite aprovechar la energía infrarroja del sol para diversos usos.
Otras secciones del espectro pueden ser aprovechadas por ejemplo a partir del efecto fotovoltaico en la forma de paneles que transforman directamente la energía del sol en energía eléctrica aprovechable.
El uso eficiente y efectivo de la energía solar, muchas veces requiere el uso de fluidos que puedan ser calentados con el sol hasta alcanzar muy elevadas temperaturas.
La utilización de lentes y espejos concentradores, parabólicos, cilindros o circulares e incluso planos que lleven a aras reducir a la energía concentrada del sol, han sido empleados desde hace varias décadas.
La forma parabólica asegura que cualquier as, paralelo de luz al eje de la parábola, que incida sobre su superficie pegada, concentrara esos rayos en su foco geométrico.
Zona donde se instala el colector y donde se transfiere esa energía a algún fluido de trabajo.
La cantidad de energía colectada, dependerá entonces de la superficie desde la cual es posible aprovechar la radiación solar incidente.
Se estima que en zonas como en el desierto de Atacama en Chile, la energía que llega a la superficie del suelo en un día despejado de verano, puede llegar a más de 1,200 watts por metro cuadrado
Es por esto que la instalación de una planta con una capacidad instalada de varios mega watts, requerirá de una gran superficie de colección.
Por su parte la energía solar fotovoltaica, ha ido desarrollando tecnologías cada vez más eficientes en el aprovechamiento de la energía del sol y en su transformación directa en electricidad.
En términos de eficiencia el National Resort Energy Laboratory, reporta para celdas fotovoltaicas eficiencias en los últimos años que alcanzan un 46%.
Mostrando un sostenido incremento en las ultimas décadas, además de una fuerte dependencia tecnológica.
La figura siguiente muestra la evolución de la potencia instalada de energía instalada de energía solar fotovoltaica en el mundo.
Se observa aquella instalada fuera de red, en red y el total, alcanzando los 170 gigawatts de potencia.
.Por su parte, la energía solar térmica, ha seguido posicionándose en aplicaciones residenciales.
Con sistemas más eficientes y adiabáticos de circuito directo o cerrado, que han permitido su uso incluso en climas fríos.
Por ejemplo, para producir agua caliente residencial en una zona con una elevada dureza del agua, se preferirá un sistema que sea cerrado.
Que intercambie energía entre el colector y el termo, donde se almacena el agua caliente en la espera de su uso.
En zonas con una mejor calidad fisicoquímica del agua se empleará un circuito directo, donde el agua de la red pasa en serie por el sistema colector y luego al termo de almacenamiento en espera de su consumo.
El término "recolectores" además de aquellos con forma plana los colectores de tubos al vacío concéntricos, también han cobrado relevancia dada su mayor eficiencia de colección, sus reducidas perdidas térmicas y su flujo por convicción natural entre los tubos y le termo de almacenamiento.
Sin embargo, la dificultad de limpieza a restringido su aplicación en zonas atmosféricas más limpias.
Además de los requerimientos de superficie, ya sea empleando sistemas de colección directa o empleando concentradores.
La dependencia del clima y de las estaciones, hace que la recuperación de este tipo de inversiones se vea demorado.
En efecto, muchos de estos sistemas termo solares pueden no llegar a funcionar varios meses en el año, en ciertas zonas del planeta.
Las piscinas solares son una tecnología muy interesante de aprovechamiento de la energía solar.
El perfil de concentraciones que se produce en el fondo de estas piscinas, generalmente salobres, hace que la necesidad de soluciones concentradas debido a su elevada temperatura, se mantenga por debajo de las zonas más frías de las misma
Y por lo tanto menos concentradas, Generando un sistema muy eficiente de colección y almacenamiento de energía solar.
Aplicaciones de esta tecnología pueden encontrarse, por ejemplo, en la minería del cobre en Chile.
Para el calentamiento de soluciones de lixiviación en pila de mineral, como se muestra en la figura, una serie de piscinas solares es utilizada para elevar la temperatura de la solución lixiviante recirculada desde el proceso de extracción por solventes.
desde los 25 hasta los 70 grados Celsius, mejorando significativamente el rendimiento de las pilas de lixiviación.