- Le dispositif de base utilisé pour capter l’énergie solaire se nomme "capteur solaire plan à effet de serre" . Cet effet de serre est créé par la face avant, qui est transparente au rayonnement visible et du proche infrarouge correspondant à l’énergie solaire directe ou diffuse, mais qui est opaque au rayonnement infrarouge lointain émis par l’absorbeur, qui s’est échauffé après avoir reçu le rayonnement solaire. Comme les autres faces du capteur sont soigneusement calorifugées, l’énergie incidente se trouve ainsi «piégée» et la température à l’intérieur du capteur s’élève jusqu’à ce qu’un équilibre s’établisse entre l’énergie solaire incidente, les pertes thermiques et le soutirage de chaleur utile que l’on effectue par le biais d’un fluide caloporteur (eau ou air) que l’on fait circuler contre ou à l’intérieur de l’absorbeur.

Ce principe a mené à la mise au point du chauffage par «plancher solaire direct», où l’eau chauffée par les capteurs solaires va céder sa chaleur par l’intermédiaire d’un réseau de tubes dans un plancher qui la réémettra à moins de 25°.

- La production d’électricité est obtenue directement par la conversion photovoltaïque de l’énergie solaire au moyen des photopiles (appelées aussi «cellules solaires»).

- L’enveloppe d’un bâtiment peut, elle aussi, être considérée comme un capteur solaire, à implanter et à orienter soigneusement en tenant compte des spécificités de son environnement local (ensoleillement, vents dominants...), avec pour fonction de maximiser les «apports solaires gratuits» (par les fenêtres ou des espaces tampons comme les vérandas, les atriums ou les serres solaires), de les stocker et de les répartir. Ces règles «d’architecture solaire» (appelée aussi «architecture bioclimatique» ou «solaire passif»), associées à des composants et à une conception thermique à haute efficacité, permettent de diminuer sensiblement les besoins de chauffage et de climatisation, et, par conséquent, le surcoût d’un chauffage solaire actif, qui reste toujours possible.

Les limites :
- La concurrence des énergies conventionnelles à faible coût n'a pas permis, pour le moment, aux capteurs et aux procédés solaires adaptés à la fourniture de chaleur à moyenne température (de 90 à 200 0C) et à des applications spécifiques comme la production de froid, la climatisation ou les procédés industriels (dessalement de l’eau de mer, production de vapeur...) de dépasser le stade de projets de démonstration.
- La construction de nouvelles centrales dans un contexte actuellement moins favorable dépend à la fois de progrès techniques (par exemple, de la mise au point de l’évaporation directe d’eau dans les tubes absorbeurs) et de financements internationaux attractifs, ou de subventions dans le cas d’investissements dans des pays en développement. .

Les projets :
Les toits photovoltaïques, montrent que même sur une technologie d’énergie renouvelable dont le prix du kilowattheure est élevé, on peut aussi amorcer des «cercles vertueux» permettant d’enclencher d’autres baisses de coûts, ouvrant des perspectives d’utilisation à grande échelle aussi bien dans les pays en développement que dans les pays industrialisés.

Applications :