સૌર ઊર્જા : સૂર્ય દ્વારા મળતી ઊર્જા. તેમાં પ્રકાશ, ઉષ્મા તથા વિદ્યુત-ચુંબકીય વિકિરણનાં વિવિધ સ્વરૂપોનો સમાવેશ થાય છે. સૂર્યની અંદર નિરંતર ચાલતી રહેતી ન્યૂક્લિયર પ્રક્રિયા [ખાસ કરીને સંલયન-(fusion)] ને કારણે આટલી વિપુલ ઊર્જા પેદા થાય છે. આખાય વર્ષ દરમિયાન પૃથ્વીના બધા જ લોકો જેટલી ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે તેટલી ઊર્જા સૂર્ય પૃથ્વી ઉપર 40 મિનિટમાં આપાત કરે છે. પૃથ્વી ઉપર પહોંચતી ઊર્જાનો સૂક્ષ્મ અલ્પાંશ જ લોકો વાપરે છે. સૌર ઊર્જાને ગ્રહણ કરી સંગ્રહ કરવા માટે વિજ્ઞાનીઓ ભિન્ન ભિન્ન પ્રકારના ઉપાયો વિકસાવી રહ્યા છે, જેથી આવી સંચિત ઊર્જાનો જ્યાં અને જ્યારે જરૂર પડે ત્યારે ઉપયોગ કરી શકાય.
પૃથ્વી ઉપરનું ઉપલું વાતાવરણ દર વર્ષે આશરે 1.5 1021 વૉટ સૌર વિકિરણ મેળવે છે. પૃથ્વી-ગ્રહ ઉપર વપરાતી ઊર્જા કરતાં આ 23,000ગણી વધારે છે. સૂર્ય આશરે 3.9 1020 MW ઊર્જા છોડે છે. પૃથ્વીના વાતાવરણની બહાર અને સમગ્ર સૌરવર્ણપટ ઉપર માપેલી સૌર વિકિરણની પાવર-ઘનતાને સૌર અચળાંક કહે છે. વર્લ્ડ મિટિયૉરોલૉજિકલ ઑર્ગેનિઝેશન મુજબ સૌર અચળાંકનું ખાસ વિશ્વસનીય મૂલ્ય (1981 પ્રમાણે) 1370 6 W/m2 છે. તેમાં પારજાંબલી (uv) પાવર 8 %, દૃશ્ય વર્ણપટનો પાવર 47 % અને અધોરક્ત (IR) વિભાગનો પાવર 45 % રહેલો છે. આ સાથે હકીકતે સૌર અચળાંક બિલકુલ અચળ નથી, પણ પૃથ્વીની કક્ષાના આકાર ઉપર આધારિત છે.
સૌર ઊર્જા પૃથ્વીની સપાટીએ પહોંચે તે પહેલાં વાતાવરણમાં પરાવર્તન, પ્રકીર્ણન અને શોષણ દ્વારા ક્ષીણ (attenuate) થાય છે. લગભગ તમામ પારજાંબલી ઊર્જા અને થોડીક અધોરક્ત ઊર્જા દૂર થઈ જાય છે. તે છતાં પૃથ્વીની સપાટી ઉપર દર વર્ષે મળતું સૌર વિકિરણ દુનિયાની ઊર્જા-વપરાશ કરતાં 10,000ગણું વધારે હોય છે. વાયુ, જળબાષ્પ, રજકણોના અણુઓથી પ્રકીર્ણન પામતા વિકિરણને વિસરિત (diffused) વિકિરણ કહે છે. પ્રકીર્ણન અને પરાવર્તન માટે વાદળો વિશેષ કારણભૂત છે. વાદળો વડે લગભગ 80 %થી 90 % ઊર્જા ઘટી જાય છે. જે વિકિરણ સીધેસીધું જમીન ઉપર આવે છે તેને બીમ (beam) વિકિરણ કહે છે. તમામ વૈશ્વિક (global) વિકિરણ એ સૌર વિકિરણ છે પછી ભલે તે સીધેસીધું કે વિસરિત હોય.
સૌર સંશોધન અને ટૅક્નૉલૉજી વિકાસનું લક્ષ્ય છે કે નિમ્ન-ઘનતા (low-density) સૌર ઊર્જાને સક્ષમ રીતે પ્રગ્રહણ કરવી. આ સાથે પ્રગૃહીત ઊર્જાને ઉપયોગી ઊર્જામાં ફેરવવા માટે તંત્રનો પણ વિકાસ કરવો.
સૌર ઊર્જા વિવિધ સ્વરૂપે પરોક્ષ રીતે મળે છે; જેમ કે પવન, જૈવદ્રવ્ય (biomass), જળશક્તિ (hydropower), ઉષ્ણકટિબંધીય સમુદ્રસપાટીથી.
સૌર ઊર્જાનો ઉપયોગ કરતી મુખ્ય પાંચ ટૅક્નૉલૉજીનો વિકાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે : (1) સૌર વિકિરણની ઉષ્માનું મધ્યમ તાપમાને અનુકૂલન; મધ્યમ-ઉચ્ચ તાપમાનવાળી ઉષ્મા વડે ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓ અને ઉચ્ચ તાપમાનવાળી ઉષ્મા વડે વિદ્યુતનું ઉત્પાદન કરવા માટે; (2) ફોટોવૉલ્ટેઇક કોષ (cell) વડે સૌર ઊર્જાનું સીધેસીધું વિદ્યુતમાં રૂપાંતર કરવા માટે; (3) જૈવ દ્રવ્ય ટૅક્નૉલૉજી માટે; (4) પવન ઊર્જા પ્રણાલીઓ વડે યાંત્રિક ઊર્જા પેદા કરી વિદ્યુતમાં રૂપાંતર કરવા માટે; (5) સમુદ્રી ઊર્જાનાં પ્રયોજનો માટે (સમુદ્રજળની ઉપલી ઉષ્ણ સપાટી તથા ઊંડે રહેલા ઠંડા પાણીના સ્તર વચ્ચે તાપમાનના તફાવતથી મળતી ઊર્જાનું વિદ્યુતમાં રૂપાંતર).
જગાને ગરમ કરવા કે પાણી ગરમ કરવા માટે વપરાતી પદ્ધતિઓ અત્યારે વ્યવહારુ અને પોષાય તેમ છે. જેમ જેમ વૈકલ્પિક ઈંધણો મોંઘાં બનતાં જાય છે તેમ તેમ નિષ્ક્રિય (passive) ઉષ્ણન અને શીતનનો વ્યાપ વધતો જાય છે. સક્રિય (active) શીતન અને વ્યાપક ઉપયોગો માટે પાવર-ઉત્પાદન બહુ ખર્ચાય છે. તે છતાં, વિશ્વાસપૂર્વક કહી શકાય તેમ છે કે ભવિષ્યમાં આ પદ્ધતિઓ સરળ અને પોષાય તેવી બનશે. અહીં મોટી સમસ્યા એ છે કે વિપુલ જથ્થામાં ઊર્જાનો લાંબા સમય સુધી કેવી રીતે સંગ્રહ કરવો.
પૃથ્વીવાસી તમામ જીવો માટે જરૂરી ઊર્જાનું મુખ્ય સ્રોત સૂર્ય છે. સજીવ સૃષ્ટિ ઉષ્મા અને પ્રકાશ માટે સૂર્ય ઉપર આધાર રાખે છે. સજીવો તેમના આહાર માટે પણ સૂર્ય ઉપર અવલંબન રાખે છે. વનસ્પતિ (છોડવાઓ) સૌર ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને પ્રકાશસંશ્લેષણ(photosynthesis)ની પ્રક્રિયાદ્વારા ખોરાક તૈયાર કરે છે. કેટલાંક પ્રાણીઓ ઘાસ અને છોડવા ખાઈને પોતાનું જીવન ટકાવે છે. આવાં વનસ્પતિ-આહારી પ્રાણીઓ ઉપર અન્ય માંસાહારી પ્રાણીઓ નભતાં હોય છે.
સૂર્ય આપણા માટે ઊર્જાનો મુખ્ય સ્રોત છે. વનસ્પતિની વૃદ્ધિ માટે સૂર્યપ્રકાશની જરૂર હોય છે. પ્રાણીઓ ખોરાક માટે વનસ્પતિ ઉપર તથા ગરમી માટે સૂર્ય ઉપર આધાર રાખે છે. સૌર ઊર્જા ઘરોને તથા ‘ગ્રીન હાઉસ’(હરિત ગૃહો)ને હૂંફાળાં રાખે છે. સૌર ઊર્જા દ્વારા પવનશક્તિ તથા બાષ્પીભવન અને વર્ષા દ્વારા જળશક્તિ ઉત્પન્ન થાય છે. કોલસા અને ખનિજતેલમાં, તે જ્યારથી બન્યા ત્યારથી, સંગૃહીત સૌર ઊર્જા રહેલ હોય છે, જે વપરાઈ ગયા બાદ પુન: ઉદભવી શકતી નથી.
સૂર્યની ઊર્જા પૃથ્વીના વાતાવરણને ગતિમાં લાવે છે. ઉદાહરણ રૂપે સૂર્યના તાપથી પાણીનું બાષ્પીભવન થાય છે. બાષ્પનું સંઘનન થતાં અવક્ષેપણ (વર્ષણ) થાય છે અને તે રીતે ફરીથી વરસાદ રૂપે પૃથ્વી ઉપર પડે છે. સૂર્યનાં કિરણો વિષુવવૃત્ત ઉપર સીધેસીધાં આપાત થતાં હોઈ પ્રબળ હોય છે. તેથી ત્યાં વધુ ગરમી મળતાં હવા ગરમ થઈને ઊંચે ચઢે છે. આ સાથે ધ્રુવો ઉપર સૂર્યનાં કિરણો ત્રાંસાં પડતાં હોવાથી વાતાવરણ ઠંડું રહે છે, જે ભારે હોય છે. ઉષ્ણકટિબંધો ઉપર હવા ગરમ થતાં હલકી બને છે તેથી ઊંચે ચઢે છે. આ પછી ધ્રુવપ્રદેશોની ઠંડી હવા ઉષ્ણકટિબંધ અને વિષુવવૃત્ત ઉપર (તરફ) ખસતા પવનો પેદા થાય છે. આ રીતે સૌર ઊર્જા પવનો પેદા કરે છે અને પૃથ્વીની ચોમેર પવનો પેદા થતા હોય છે. આવા પવનોની પ્રબળતા અને ગતિ પૃથ્વીની ભ્રમણગતિ, વિવિધ ખંડોની પૃષ્ઠ સ્થિતિ અને વાતાવરણના ભેજના પ્રમાણમાં થતા ફેરફાર ઉપર આધાર રાખે છે.
અવક્ષેપણ પવનો અને સમુદ્રી પ્રવાહોને સંચિત સૌર ઊર્જા સ્વરૂપે જોઈ શકાય. જમીન ઉપર પડતું મોટા ભાગનું અવક્ષેપણ (વર્ષણ) નદીઓ તરીકે વહે છે. ગતિ કરતા પાણીની ઊર્જાને એકઠી કરી તેના વડે જળવિદ્યુતમથકો તૈયાર કરવામાં આવે છે. પવન ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને લોકો હોડીઓ, વહાણ અને પવનચક્કીઓ ચલાવે છે. પવનચક્કીઓના સમૂહને વિન્ડ-ફાર્મ કહે છે. જ્યાં પવન સ્થિર અને પ્રબળ હોય ત્યાં વિન્ડ-ફાર્મની મદદથી વિદ્યુત ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. સમુદ્ર તરંગો(મોજાં)ની ઊર્જાના ઉપયોગ અને વિકાસ માટે વિજ્ઞાનીઓ અને ઇજનેરો વિવિધ પદ્ધતિઓ વિકસાવી રહ્યા છે. તદુપરાંત સમુદ્રજળની ઉષ્મા ઊર્જાને કામમાં લેવા માટે સંશોધન કરી રહ્યા છે.
ઊર્જાનો પ્રમુખ સ્રોત સૂર્ય છે. વનસ્પતિના વૃદ્ધિ-વિકાસ માટે સૌર ઊર્જા અનિવાર્ય છે. પ્રાણીઓ વનસ્પતિ ઉપર આધાર રાખે છે. સૂર્ય ઉષ્ણતા પણ આપે છે. સૌર ઊર્જાથી આવાસો તથા ગ્રીનહાઉસોને ગરમ રાખી શકાય છે. કોલસો અને પેટ્રોલિયમ લાખો વર્ષોથી સંગ્રહાયેલ સૌર ઊર્જા જ છે. તેને એક વખત વાપરી નાખ્યા પછી પુન:જીવિત કરી શકાતી નથી અથવા તો પુનર્જીવિત થવા માટે બીજાં લાખો વર્ષો સુધી રાહ જોવી પડે.
સૌર ઊર્જા વનસ્પતિ અને પ્રાણીઓમાં પણ સંચિત થાય છે, જેનો ભિન્ન ભિન્ન રીતે ઉપયોગ કરી શકાય છે. જેમ કે વૃક્ષોનો જલાઉ લાકડા તરીકે ઉપયોગ કરાય છે. મકાઈ, શેરડી અને બીટનું કિણ્વન કરીને આલ્કોહૉલ બનાવી શકાય છે. આ પેટ્રોલિયમ જેવું ઈંધણ છે. લાખો વર્ષ પહેલાંનાં વૃક્ષો અને છોડવાઓના અવશેષોમાંથી કોલસો, પેટ્રોલિયમ અને કુદરતી વાયુ તૈયાર થાય છે. આ રીતે પૃથ્વીના પેટાળમાં લાખો વર્ષો પહેલાં ધરબાયેલી આ ઊર્જા એ સૌર ઊર્જા જ છે. આ ઈંધણને જીવાશ્મી (fossil) ઈંધણ કહે છે. પૃથ્વીના પેટાળમાં સંગૃહીત કુદરતી વાયુ, તેલ, કોલસો વગેરેનો જથ્થો મર્યાદિત છે. આ જથ્થો થોડાંક (આશરે સોએક) વર્ષોમાં ખલાસ થવાની સંભાવના છે. આથી જ હવે લોકો સૌર ઊર્જાના સીધેસીધા ઉપયોગ તરફ વળ્યા છે. થોડાક સમય બાદ સૌર ઊર્જાનો ઉપયોગ લગભગ અનિવાર્ય બની શકે છે. સૌર ઊર્જાના ઉચિત રૂપાંતર માટે પોષાય તેવી ટૅક્નૉલૉજી ઉપલબ્ધ થતાં તેનો ઉપયોગ વ્યાપક બનશે. સૌર ઊર્જા અખૂટ સ્રોત ગણાય છે અને શુદ્ધ તો ખરી જ. વિકસિત રાષ્ટ્રો પોતાને ત્યાં પ્રદૂષણ ઘટાડવા માટે હવે સૌર ઊર્જાનો ઉપયોગ વધારી રહ્યાં છે.
સૌર ઊર્જાનો સીધેસીધો ઉપયોગ હવે વધી રહ્યો છે. પાણી ગરમ કરવા, મકાનોને હૂંફાળાં તથા ઠંડાં રાખવા, વિદ્યુત પેદા કરવા તથા ખોરાક રાંધવા માટે સૌર ઊર્જાનો પ્રત્યક્ષ ઉપયોગ લોકો કરી રહ્યા છે.
સૌર તાપન (solar heating) : ગરમ પ્રદેશોમાં ઘણા લોકો સરળ, સીધાં અને સસ્તાં જૂથતાપકો (batch heaters) વડે પાણી ગરમ કરે છે. જૂથતાપકમાં ખાસ તો અવાહક ટાંકી હોય છે. તેની અંદર કાચના કેટલાક સ્તર હોય છે. ટાંકીની બહારની સપાટીને સંપૂર્ણપણે કાળી કરી દેવામાં આવે છે, કારણ કે કાળી સપાટી સૂર્યનાં કિરણોનું સૌથી વધારે શોષણ કરે છે. કાળી સપાટી સૂર્યના પ્રકાશનું ઉષ્મામાં રૂપાંતર કરે છે. તે રીતે પાણીને ગરમ કરે છે. ટાંકીમાંથી છટકી જતી ઉષ્માને કાચ રોકી રાખે છે. ગરમ પાણી ટાંકીની ટોચે જાય છે અને ત્યાંથી તે નળ તરફ જાય છે.
સમતલ પ્લેટ-સંગ્રાહક તરીકે ઓળખાતી પ્રયુક્તિ વડે આવાસમાં પાણી અને હવા ગરમ કરવા માટે વપરાય છે. સમતલ પ્લેટ-સંગ્રાહકમાં મુખ્યત્વે કાચ કે પ્લાસ્ટિકના એક કે વધુ સ્તરોથી આવરિત કરેલી અવાહક પેટીનો સમાવેશ થાય છે. પેટીની અંદર કાળી ધાતુ કે કાળા પ્લાસ્ટિકની પ્લેટ હોય છે. આ પ્લેટ સૂર્યના પ્રકાશનું શોષણ કરીને તેનું ઉષ્મામાં રૂપાંતર કરે છે. આ ઉષ્મા કાચની નીચે પ્રગ્રહણ (સંગૃહીત) પામે છે. હવા, પાણી કે બીજું તરલ જે કંઈ ગરમ કરવાનું હોય તેને પ્લેટ સાથે જોડેલ નળીમાં થઈને વહેવડાવવામાં આવે છે. તે રીતે તે પ્લેટમાંથી ઉષ્મા મેળવીને ગરમ થયેલા પાણીને ટાંકીમાં સંચિત કરવામાં આવે છે. ત્યાંથી ઘરમાં રાખેલ નળ દ્વારા મેળવી શકાય છે.
કેટલાંક મકાનોમાં હવા ગરમ કરવા નિષ્ક્રિય (passive) સૌર ઊર્જાતંત્રનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ઘણા કિસ્સાઓમાં ઉષ્મા-પ્રગ્રહણ માટે યોગ્ય (અનુકૂળ) દિશા તરફ મોટી બારીઓ રાખવામાં આવે છે. દિવસ દરમિયાન સૂર્યપ્રકાશ બારીમાં થઈને અંદર દાખલ થાય છે અને ઈંટો કે પથ્થરનાં બનાવેલ તળિયાં કે દીવાલને ગરમ કરે છે. વધારાની ઉષ્માને દીવાલમાં રાખેલ ખાસ પ્રાવસ્થા પરાવર્તક દ્રવ્ય વડે સંચિત કરવામાં આવે છે. અહીં મોટા જથ્થામાં ઉષ્માનો સંગ્રહ થાય છે. આ દ્રવ્યો જ્યારે ફરીથી ઘન સ્વરૂપમાં પરિવર્તન પામે છે ત્યારે ઉષ્મા મુક્ત કરે છે. નિષ્ક્રિય સૌર ઊર્જાતંત્રવાળાં મકાનોમાં ખાસ અવાહક છાયાછત્ર રાખવામાં આવે છે, જે રાત્રે બહાર છટકી જતી ઉષ્માને અટકાવવા મદદરૂપ થાય છે.
સૌર વાતાનુકૂલન : ઘણાંખરાં સૌર વાતાનુકૂલનતંત્રમાં સૌર સંગ્રાહકો (collectors) અને જળશોષક (desiccant) તરીકે ઓળખાતાં દ્રવ્યનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આવાં દ્રવ્યો પાણીનું શોષણ કરે છે. જ્યારે પંખાઓ વડે બહારની હવાને જળશોષકની અંદર ધકેલવામાં આવે છે ત્યારે વાતાનુકૂલનની પ્રક્રિયા શરૂ થાય છે. તે વખતે હવામાં રહેલો ભેજ દૂર થાય છે. તે પછી હવા ઉષ્મા-વિનિમયક (exchanger) તરીકે કાર્ય કરતા અને ભ્રમણ કરતા ચક્રમાં થઈને પસાર થાય છે. ત્યાંથી હવા દૂર થાય છે. ત્યાર બાદ હવા પાણીથી ભીંજવેલ સપાટી ઉપર થઈને પસાર થાય છે. પાણી શુષ્ક હવાના સંપર્કમાં આવતાં તે બાષ્પીભવન પામે છે અને હવામાંથી વધુ ઉષ્માનું શોષણ કરે છે. તે પછી ઠંડી હવા મકાનમાં થઈને પસાર થાય છે. મકાન છોડ્યા બાદ હવાને સૌર-સંગ્રાહક ફરીથી ગરમ કરે છે. પુન: ગરમ કરેલી હવાને જળશોષકમાં છોડતાં તે સુકાય છે. આખી પ્રક્રિયા ફરીથી શરૂ થાય છે.
વિદ્યુતનું નિર્માણ : સૌર ઊર્જાનો સીધેસીધો ઉપયોગ કરીને વિદ્યુત પેદા કરી શકાય છે. આ હેતુ પાર પાડવા માટે પાયાની બે પ્રયુક્તિઓ–ફોટોવૉલ્ટેઇક કોષો અને ઉચ્ચ તાપમાન સંગ્રાહકો–નો ઉપયોગ થાય છે. ફોટોવૉલ્ટેઇક કોષને સૌરકોષ પણ કહે છે. તેમાં અર્ધવાહક દ્રવ્યની પાતળી ચીરીઓ (slices) હોય છે. જ્યારે સૂર્યપ્રકાશ સૌરસેલ ઉપર આપાત થાય છે ત્યારે સૌર ઊર્જાનો કેટલોક ભાગ વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતર પામે છે. આવા સેલની હાર વડે ઇલેક્ટ્રૉનિક સામગ્રીને શક્તિ (power) મળે છે. ઘણાખરા કૃત્રિમ ઉપગ્રહોમાં ફોટોવૉલ્ટેઇક કોષ વડે શક્તિ પૂરી પાડવામાં આવે છે. કેટલાક ઇલેક્ટ્રૉનિક ગણકયંત્ર(calculator)ને પણ તેના વડે શક્તિ પૂરી પાડવામાં આવે છે.
બીજું, ઉચ્ચ તાપમાન સંગ્રાહકને સૌરભઠ્ઠી પણ કહે છે. તેના વડે વધુ પ્રમાણમાં વિદ્યુત પેદા કરી શકાય છે. એક પ્રકારના ઉચ્ચ તાપમાન સંગ્રાહકમાં કેટલાક સમતલ કે સહેજ વક્ર અરીસાઓ સૂર્યનાં કિરણોને લક્ષ્ય ઉપર કેન્દ્રિત કરે છે. ધાતુનો ટુકડો આવું લક્ષ્ય હોઈ શકે છે. પ્રવાહી – સામાન્યત: પાણી – ને લક્ષ્યમાં થઈને પસાર કરવામાં આવે છે અને તે ત્યાં ગરમ થાય છે. પ્રવાહીને ગરમ કરતાં મળતી વરાળ કે વાયુ વડે ઊર્જાથી ટર્બાઇન ચલાવાય છે, જે વિદ્યુત પેદા કરે છે.
સૌર રાંધણ-સામગ્રી (solar cooker) : આવા કૂકરમાં પરવલયાકાર (parabolic) પરાવર્તકો હોય છે, જે સૂર્યનાં કિરણોને કેન્દ્રિત કરીને ખોરાક ઉપર આપાત કરે છે અથવા તો એવા પાત્ર ઉપર આપાત કરવામાં આવે છે જેની અંદર રાંધવાની વસ્તુ રાખેલી હોય. બીજા પ્રકારમાં સૌર-ઓવન વપરાય છે. તે એક પ્રકારની અવાહક પેટી હોય છે, જે બારી તથા કેટલીક પરાવર્તક આંતરિક સપાટીઓ ધરાવે છે. જ્યારે બારીને સૂર્ય તરફ ગોઠવવામાં આવે છે ત્યારે ઓવન ગરમ થાય છે.
વીસ-એકવીસમી સદીમાં સૌર ઊર્જાનો ઉપયોગ કંઈ નવી વાત નથી. પૌરાણિક સમયથી તેનો વિવિધ રીતે ઉપયોગ થતો આવ્યો છે. ઐતિહાસિક રીતે, સૌર ઊર્જાની સમજ ઈ. પૂ.થી મળતી આવી છે, ઉપરાંત તેનો ઉપયોગ પણ થતો આવ્યો છે. ઈ. પૂ.થી 400 વર્ષ પહેલાં ગ્રીકો કાચના ગોળામાં પાણી ભરી સૂર્યનાં કિરણો તેના ઉપર કેન્દ્રિત કરી આગ પ્રગટાવી શકતા હતા. બીજી સદીમાં ગ્રીકો અને ચીનાઓ વક્ર અરીસાઓનો ઉપયોગ કરીને સૂર્યનાં કિરણો કેન્દ્રિત કરી આગ પેદા કરતા હતા. ઈ. સ. 900થી 1300 સુધીમાં એનાસાઝી (Anasazi) ઇન્ડિયન્સ (હાલમાં દક્ષિણ-પશ્ચિમ યુ.એસ.માં) એવાં રહેઠાણો બાંધતાં જેમાં ભારે પથ્થરો દક્ષિણ દિશા તરફ રાખતા અથવા કાચી ઈંટો-(સૂર્યના તાપમાં સૂકવાયેલી) (adobe)ની દીવાલ બાંધતા. દિવસ દરમિયાન આ દીવાલો ઉષ્મા(ગરમી)નું શોષણ કરી રાત્રે મુક્ત કરે છે.
સ્વિસ વિજ્ઞાની, હોરેસ બેનેડિક્ટે 1767માં પ્રથમ ગરમ પેટી (hot box) તૈયાર કરી. તેણે કાચથી આવરિત લાકડાની પેટીનો ઉપયોગ કર્યો હતો. અમેરિકન ઇજનેર વિલિયમ જે. બેલીએ કૅલિફૉર્નિયામાં 1909માં પ્રથમ સમતલ પ્લેટ-સંગ્રાહક વિકસાવ્યો હતો.
અમેરિકન શિલ્પી જ્યૉર્જ ફ્રેડ કેકે (Keck) 1940માં શિકાગોના પરામાં પ્રથમ આધુનિક નિષ્ક્રિય સૌરગૃહ તૈયાર કર્યું. દક્ષિણ તરફની દીવાલને બારીઓથી આવરિત કરીને કાચની બે પ્લેટો વચ્ચે હવાનાં સ્તરને બંધ કરી પૂરવામાં આવ્યું હતું. બેલ ટેલિફોન પ્રયોગશાળાના ઇજનેરોએ 1954માં સક્ષમ ફોટોવૉલ્ટેઇક કોષની રચના કરી.
1970 અને 1980ના દસકાઓ દરમિયાન કુદરતી તેલ અને વાયુની તંગીને કારણે સક્ષમ સૌર ઊર્જા-ટૅક્નૉલૉજીના વિકાસમાં ભારે ગતિ આવી. જગતનાં કેટલાંક વિકસિત રાષ્ટ્રોમાં વાયુ અને વિદ્યુતથી ગરમ રાખવામાં આવતાં મકાનોને બદલે સૌરગૃહોના નિર્માણનો વિકલ્પ અપનાવવામાં આવી રહ્યો છે. તેનું કારણ એ છે કે આવાં સૌરગૃહો વાસ્તવમાં આર્થિક રીતે પોષાય તેમ છે. આ સાથે સાથે લોકો જેમ જેમ સૌર ઊર્જાનો વધુ ને વધુ ઉપયોગ કરતા થશે તેમ તેમ આનુષંગિક સૌર-સામગ્રીનું ઉત્પાદન પણ વધુ થશે. ઉપરાંત વધુ સારી અને સક્ષમ સામગ્રી વિકસાવવાના પ્રયત્નો થશે. સૌર-ટૅક્નૉલૉજીનો ઉદય થશે. આથી સૌર ઊર્જાના ઉપયોગથી ઘણા આર્થિક ફાયદા થાય તેમ છે. સમગ્ર વિશ્વને સતાવતી પ્રદૂષણની સમસ્યા શુદ્ધ સૌર ઊર્જાના ઉપયોગથી હળવી થઈ શકે છે.
સૂર્યપ્રકાશને અધોરક્ત વિકિરણ(IR)માં રૂપાંતર કરી સૂર્યની ઊર્જાને પૃથ્વી ઉપર સંકેન્દ્રિત લેઝર બીમ રૂપે પાછી મોકલી શકાય. ધરાતલ ઉપર સૌરકોષોની હારમાળા આપાત ઊર્જાનું સેંકડો મૅગાવોટ વિદ્યુતશક્તિમાં રૂપાંતર કરીને ગંજાવર સૌરશક્તિ મથકો ચલાવી શકાય છે. તત્કાલીન સોવિયેત યુનિયન ઊર્જાની તંગીને પહોંચી વળવા ચાલુ સદીમાં સૌરપદ્ધતિઓ અપનાવી રહ્યું છે. અન્ય રાષ્ટ્રોનો પણ સૌર ઊર્જાના ઉપયોગ પ્રત્યે ઝોક વધવા લાગ્યો છે. ભારતમાં લગભગ આખાય વર્ષમાં સૂર્યપ્રકાશ ઉપલબ્ધ હોઈ તેનો પૂરેપૂરો ઉપયોગ કરવા બેધડક વિચારવું રહ્યું. પ્રાકૃતિક સંસાધનોનો વિવેકપૂર્વક ઉપયોગ કરવાનો અને કુદરતી પરિબળો(સૂર્યપ્રકાશ, પવન અને સમુદ્રજળ)નો વ્યાપક ઉપયોગ કરવા માટે સઘન સંશોધનની અનિવાર્યતા વધતી જાય છે.
પ્રહલાદ છ. પટેલ