Energi surya
Rumah kaca menggubah energi cahaya menjadi energi panas, yang memperbolehkan produksi sepanjang tahun dan pertumbuhan tanaman khusus (dalam lingkungan tertutup) dan tanaman lain yang tidak cocok tumbuh untuk iklim lokal. Rumah kaca primitif pertama kali digunakan pada zaman Romawi untuk memproduksi ketimun sepanjang tahun untuk kaisar romawi
Tiberius. Rumah kaca modern pertama dibangun di Eropa pada abad ke-16 untuk tanaman eksotik yang dibawa pulang dari wilayah yang dijelajahi. Rumah kaca tetap menjadi bagian penting dari perkebunan saat ini, dan materi plastik transparan juga telah digunakan untuk efek yang mirip dengan terowongan plastik dan penutup barisan.
Australia menjadi tuan rumah World Solar Challenge. Dalam ajang tersebut, mobil surya seperti Nuna3 berpacu dari Darwin menuju Adelaide sepanjang 3021 km (1.877 mi).
Perkembangan mobil tenaga surya telah menjadi target perteknikan sejak tahun 1980an. Kompetisi World Solar Challenge adalah perlombaan mobil bertenaga surya yang diadakan dua kali selama setahun, dan dalam ajang tersebut tim dari universitas dan perusahaan berlomba sepanjang 3021 kilometer (1877 mil) melewati Australia tengah mulai dari Darwin menuju Adelaide. Pada tahun 1987, saat kompetisi ini pertama kali dibuka,
kecepatan rata-rata pemenang kompetisi adalah 67 kilometer per jam (42mph), dan pada tahun 2007, kecepatan rata-rata pemenang naik menjadi 90.87 kilometer per jam (56.46mph). Kompetisi North American Solar Challenge dan South African Solar Challenge yang sedang direncanakan adalah kompetisi serupa yang menunjukkan minat internasional dalam perteknikan dan perkembangan kenderaan bertenaga surya.
Beberapa kendaraan menggunakan panel surya untuk tenaga pembantu, seperti untuk penyejuk udara, sehingga menggurangi konsumsi bahan bakar.
Pada tahun 1975, perahu bertenaga surya pertama kali dibangun di Inggris. Menjelang tahun 1995, Kapal penumpang yang menggunakan panel surya mulai bermunculan, dan sekarang ini digunakan secara luas. Pada tahun 1996, Kenichi Horie melintasi samudra Pasifik menggunakan perahu surya, dan kapal tenaga surya berlambung dua bernama sun21 melewati samudra Atlantik pada musim dingin 2006-2007. Pada Mei 2012, Tûranor PlanetSolar menjadi kendaraan elektrik surya pertama yang mengelilingi dunia.
Pada tahun 1974, pesawat tanpa awak AstroFlight Sunrise melakukan penerbangan perdana menggunakan tenaga surya. Pada tanggal 29 April 1979, Solar Riser melakukan penerbangan perdana menggunakan tenaga surya, dengan kendali penuh dan mampu mengangkat seseorang mencapai ketinggian 40 kaki (12 m). Pada tahun 1980, Gossamer Penguin melakukan penerbangan perdana bertenaga surya dengan pilot yang ditenagai hanya dengan sel fotovoltaik. Penerbangan
ini dengan cepat diikuti oleh Solar Challenger yang melintasi terusan Inggris pada bulan Juli 1981. Pada tahun 1990, Eric Scott Raymond terbang dari California menuju Carolina Utara mennggunakan tenaga surya. Perkembangan pesawat tenaga surya kembali ke model pesawat tanpa awak dengan model Pathfinder (tahun 1997) dan rancangan selanjutnya, yang menghasilkan model Helios yang berhasil mengukir rekor ketinggian untuk pesawat tanpa
roket pada ketinggian 29524 meter (96864 kaki) pada tahun 2001. Pesawat Zephyr yang dikembangkan oleh BAE Systems adalah pesawat terbaru yang menembus rekor penerbangan bertenaga surya, dengan terbang selama 54 jam pada tahun 2007, dan penerbangan selama sebulan direncanakan pada tahun 2010.
Balon surya adalah balon berwarna hitam yang diisi dengan udara biasa. Saat matahari menyinari balon tersebut, udara di dalamnya memanas dan memuai, dan menimbulkan gaya apung ke atas, seperti balon udara panas. Beberapa balon surya cukup besar untuk penerbangan dengan manusia, namun penggunaannya umumnya terbatas pada mainan karena rasio luas permukaan dan berat beban yang relatif besar.
Teknologi termal surya dapat digunakan untuk memanaskan air, memanaskan ruangan, mendinginkan ruangan, dan menghasilkan panas.
Pemanas air surya menghadap matahari untuk memaksimalkan penyerapan. Sistem air panas surya menggunakan sinar matahari untuk memanaskan air. Di daerah dengan lintang bujur geografis rendah (di bawah 40 derajat), 60%- 70% air panas untuk keperluan rumah tangga dengan temperatur sampai dengan 60 °C dapat diperoleh dengan menggunakan sistem pemanasan surya. Jenis pemanas air surya yang umum digunakan adalah kolektor buluh
(44%) dan plat datar dengan kaca (34%) untuk kebutuhan air panas rumah tangga; kolektor plastik tanpa kaca (21%) digunakan untuk memanaskan kolam renang.
Sampai dengan tahun 2007, kapasitas total terpasang dari sistem air panas surya adalah sekitar 154GW. Tiongkok memimpin dalam hal ini dengan kapasitas terpasang 70 GW sampai dengan tahun 2006 dan memiliki target jangka panjang 210 GW menjelang tahun 2020. Israel dan Siprus merupakan negara dengan tingkat penggunaan sistem air panas surya per kapita tertinggi, dengan lebih dari 90% rumah menggunakannya. Di Amerika
Serikat, Kanada, dan Australia, pemanasan kolam renang adalah aplikasi utama air panas surya dengan kapasitas terpasang 18 GW sampai dengan tahun 2005.
Di Amerika Serikat, sistem pemanasan, ventilasi, dan penyejuk udara (HVAC) memakai 30% (4.65 EJ) dari energi yang digunakan untuk bangunan komersil dan hampir 50% (10.1 EJ) energi yang digunakan untuk perumahan. Teknologi pemanasan, pendinginan, dan ventilasi surya dapat digunakan untuk mengganti sebagian dari energi ini.
Massa termal adalah materi yang digunakan untuk menyimpan panas, termasuk dari Matahari. Materi massa termal yang umum meliputi batu, semen, dan air. Menurut sejarah, materi-materi ini telah digunakan di daerah dengan iklim kering atau hangat untuk menjaga bangunan tetap sejuk dengan menyerap energi surya sepanjang hari dan memancarkan energi yang disimpan ke atmosfer yang lebih dingin di malam hari. Namun,
materi ini juga dapat digunakan di daerah dingin untuk mempertahankan kehangatan. Ukuran dan penempatan massa termal tergantung pada beberapa faktor, seperti iklim, pencahayaan, dan kondisi bayangan. Saat faktor-faktor ini dipertimbangkan secara baik, massa termal mempertahankan temperatur ruangan dalam rentang nyaman dan mengurangi peralatan pemanasan dan pendinginan tambahan.
Cerobong surya (atau cerobong termal, dalam konteks ini) adalah sistem ventilasi surya pasif, yang terdiri dari terowongan vertikal yang menghubungkan bagian dalam dengan bagian luar dari bangunan. Saat cerobong mulai hangat, udara di dalamnya memanas dan menyebabkan udara bergerak ke atas dan menarik udara melewati bangunan. Performansi dapat ditingkatkan dengan menggunakan kaca dan materi massa termal untuk meniru rumah kaca.
Pohon dan tanaman musiman telah digunakan sebagai cara mengendalikan pemanasan dan pendinginan surya. Ketika tanaman ditanam pada bagian selatan bangunan, daun tanaman akan berfungsi sebagai peneduh pada musim panas, dan pada musim dingin, daun tanaman akan rontok dan cahaya dapat lewat lebih banyak. Saat gugur, pohon tak berdaun menghalangi 1/3 sampai 1/2 radiasi
surya yang datang, ada keseimbangan antara manfaat teduh saat musim panas dan pemanasan akibat daun gugur saat musim dingin. Di iklim dengan kebutuhan pemanasan tinggi, pohon musiman tidak cocok ditanam di bagian selatan bangunan karena pohon akan mengurangi ketersediaan energi surya saat musim dingin. Namun, pohon tersebut dapat digunakan pada sisi timur
dan barat untuk menyediakan tempat teduh selama musim panas tanpa mempengaruhi perolehan energi surya selama musim dingin.
Distilasi surya dapat digunakan untuk membuat air asin atau air payau dapat diminum. Penggunaan pertama yang tercatat dari distilasi ini oleh alkimiawan Arab abad ke 16. Proyek distilasi surya skala besar pertama kali dibangun pada tahun 1872 di kota tambang Las Salinas di Chile. Proyek ini memiliki area pengumpulan energi surya seluas 4700 m2 dan dapat memproduksi hingga 22700 L per hari dan beroperasi selama 40