太陽能是指來自太陽輻射的光能與熱能，經過技術儲存或轉換而能夠再利用的能量，是地球上極為豐富的再生能源之一。太陽能被廣泛應用於發電、熱水供應等領域，是當今世界能源轉型的重要組成部分。
太陽能的來源
太陽能是指來自太陽的輻射能，是地球上重要的天然能源之一。太陽不斷地向外輻射能量，其中包括光能和熱能。這些能量通過宇宙輻射到地球表面，可以被人類所利用。
太陽能的原理
太陽能的利用原理主要分為光伏發電和太陽能熱利用兩大類。光伏發電（photovoltaic power）是利用半導體材料將太陽的光能轉換為直流電能；而太陽能熱利用（Concentrated solar power，縮寫：CSP）則利用太陽熱能轉換為電能，例如太陽能熱水器、太陽能烘乾設備等。
太陽能發電的6大位置應用
太陽能發電依照位置不同可以分為以下幾種
一、屋頂式太陽能發電系統：
這種太陽能系統安裝在建築物的屋頂上，常見設置於都市中的住宅和商業建築。屋頂式太陽能系統一般採用光伏電池板（即太陽能板），將太陽的能量轉換為電能，用於供電自用或者銷售給地區型電網。因為都市中大多建築林立，考量各種遮蔽的情形，設置前如何評估爭取最有效的日照面積與時數是相當重要的參考指標。
二、地面式太陽能發電場：
地面式太陽能發電場通常建在開闊的土地上，或是在沙漠、荒地等區域，可能會直接設置於地面，或是採用架高方式設置太陽能發電系統。架高系統下方可耕種陽光需求量較少的農作或溫室，或是採用設置牲畜農舍的利用方式。這種太陽光電系統可以包括光伏電池板和太陽能熱利用設備，用於大規模發電。
三、水域型太陽能發電系統：
水域型太陽能發電系統是將光伏電池板安裝在水面上，例如湖泊、水庫或海洋等水域上，同時擁有固定和可旋轉的設計。這種系統可以有效利用水面面積，同時減少土地佔用和水域污染。根據研究，水域型太陽能可以有效降低發電過程中產生的高溫，有效提升發電效率，但水域型太陽能發電也需要考慮更多環境因素，例如強風、降雨、強浪和洋流，且可能因為潮濕，增加零件腐蝕機率。
四、建築結合型太陽能系統：
這種太陽能系統將太陽光電設備融合在建築物的結構中，例如太陽能玻璃窗、太陽能瓦片等。這種設計既可以提供太陽能發電功能，又不會破壞建築物的美觀性。例如台南柳營奇美醫院，結合奇美博物館名畫與太陽光電板，在醫院宿舍大樓設置「奇藝光廊」，收錄收割忙、拾穗等八幅世界名畫，以彩釉燒結於光電板上，白天吸收太陽光儲存成電能後，可在夜間提供投射燈電源，讓民眾無論何時均能欣賞名畫。
五、移動式太陽能發電系統：
移動式太陽能發電系統通常是將太陽光電板安裝在可移動的支架或車上，例如太陽能發電車、太陽能發電車棚等。這種系統可以根據使用需要調整位置，方便利用太陽能資源。例如荒野保護協會近日（2023/10/27）在嘉縣朴子好書室設置移動式太陽儲能系統，希望推廣公民電廠的概念，增加國內綠電發電量，像這樣簡單的裝置便可以像太陽能行動電源供應生活中的筆電或小型家電運作。
六、微型太陽能系統：
這種太陽能系統通常用於個人或小型應用，例如計算機、手錶或手電筒等。這類裝置通常輕巧、方便攜帶，且電量需求不大，對光線的要求不高，適合在野外露營或旅行等情況下使用。
簡單來說，太陽能發電依照位置的不同可以分為屋頂式系統、地面式系統、水域式系統、建築結合型系統、移動式系統和微型系統等多種類型。每種類型都有其特點和適用場景，可以根據具體情況選擇合適的太陽能發電方案。
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太陽能的4大優點
1.再生能源
太陽能是地球上最豐富的天然能源之一，不會因使用而耗盡，只要有陽光的地方就能使用太陽能。
2.潔淨環保
太陽能的利用過程無需消耗任何石化能源，不會產生污染物和溫室氣體。
3.廣泛分佈
太陽能資源廣泛分布，無需長距離運輸、無須開採，世界各地都可以利用。
4.低維護成本
太陽能系統一旦建立，維護成本相對較低。
太陽能的4大挑戰
1.初期建置成本
初期投資建置成本較高，設置太陽能系統需要較大的資金投入。
2.儲存管理
太陽能是間歇性能源，受限於不同地區的天氣、日照時數等影響，需要有效的能量儲存方式和管理辦法。
3.發電效率
目前大部分太陽能轉換效率約在15-20%，有待技術提升，提高轉換效率，特別是在低光照條件的時候。
4.空間需求
部分太陽能設備需要較大的安裝空間，對土地要求較高。
整體而言太陽能是一種綠色、潔淨無汙染且可再生的天然能源，具有廣泛的應用前景。隨著科技的不斷進步和成本的降低，太陽能將在未來成為主要的能源之一，促進能源結構轉型，實現永續發展目標。
