Apie pigios Saulės energijos panaudojimą įvairiems tikslams buvo galvojama seniai. Išlikęs pasakojimas, kad, romėnų laivynui prisiartinus prie Sirakūzų (Sicilija), graikų mokslininkas Archimedas skubiai surinko miesto moteris su veidrodėliais ir paliepė joms vienu metu nukreipti saulės zuikučius į priešų laivus. Daugybės veidrodėlių atmušti Saulės spinduliai taip įkaitino priešo laivus, jog šie rūkdami spruko atgal. Galima pagalvoti, kad tai tik gražus senovės anekdotas, nes taip padegti laivus nėra paprasta, nors yra žinoma, kad šį pasakojimą beveik po dviejų tūkstančių metų bandyta pakartoti. 1747 metais žymus prancūzų gamtininkas Ž. de Biufonas 168 nedideliais (15x20 cm) veidrodėliais bandė per atstumą padegti medį. Jam pavyko įkaitinti jį tiek, jog šis pradėjo rūkti. XIX amžiuje jau mokėta Saulės energiją panaudoti įvairiems mechanizmams sukti. 1882 metų rugpjūčio 6 dieną Paryžiaus visuomenė, susirinkusi į „Jaunuomenės šventę“ Tiuilrji rūmų sode, buvo nustebinta nepaprasto vaizdo. Už barjero dirbo mažos spausdinimo staklės, bet jas varė nematyta garo mašina be ugnies ir garo katilo. Tiesa, čia pat stovėjo didžiulis metalinis kūgis, lyg milžiniškas dubuo nukreiptas į dangų. Jo centre styrojo ilgas cilindras. Tai buvo inžinieriaus Pifro patobulintas insoliatorius — Saulės variklis. Įgaubtas veidrodis sukoncentruodavo Saulės spindulius į juodai nudažytą garo katilą stikliniame cilindre. Nuo šilumos vanduo užvirdavo, garai pasiekdavo 4—5 atm. spaudimą, patekdavo į cilindrą ir veikdavo mažo variklio stūmoklį. Variklis buvo pavara sujungtas su spausdinimo staklėmis, kurios, varomos Saulės energijos, spausdino žurnalą „Saulė“.

Koks gi Saulės energijos pranašumas prieš kitas energijos rūšis? Pirmiausia, Saulės energijos yra visur, ir jos ištekliai neišsenkami. Saulė yra beveik vienintelis energijos tiekėjas Žemei. Palyginti su kitomis energijos rūšimis, kurias gauna Žemės paviršius, Saulės energija dominuoja. Apskaičiuota, kad per metus vienas kvadratinis Žemės paviršiaus centimetras iš Žemės gelmių gauna apie 54 kalorijas šilumos. Tai beveik 5000 kartų mažiau, negu Saulės siunčiama energija. Dalį energijos Žemė gauna iš žvaigždžių ir kitų planetų, bet ji net 30 milijonų kartų menkesnė negu Saulės. Saulės energijos tenka Žemei milžiniškas kiekis. Jos srauto galingumas, tenkantis giedrą dieną 10 km² plotui, prilygsta 7—9 milijonams kilovatų. Tai didesnis negu Sajano—Šušenskojės HE galingumas. Vidurinėje Azijoje yra daug vietų, kur vien tik Saulės tiesioginio spinduliavimo prietaka per metus viršija 100 kilokalorijų į vieną kvadratinį centimetrą. Kad būtų patenkinti visi dabartiniai TSRS energijos poreikiai, reikia 100 km ilgio kraštinės dykumos kvadratą padengti specialiais elementais. O jeigu Saulės energijos gavimo koeficientą pavyktų padidinti 20%, tai 10 mm. km² plote būtų galima gauti tiek energijos, kiek jos reikės visai žmonijai 2020 metais! Tačiau šiandien šis nieko nekainuojantis energijos srautas naudojamas dar labai menkai. Svarbiausia kliūtis — tai saulės elementų, saulės baterijų brangumas. Šiose baterijose gimstanti Saulės energija daugiau kaip 100 kartų (!) brangesnė, negu pagaminama šiluminėse elektrinėse.

Šiandien dar paplitusios „karštosios dėžės“—gana primityvūs heliotechniniai įrenginiai. Tokį įrenginį sudaro kokia nors talpa, kurios vidinės sienos yra juodos, kad geriau sugertų Saulės spindulius. Iš viršaus dėžė uždengiama keliais sluoksniais stiklo ir pastatoma statmenai Saulės spinduliams. Vasarą tokiose talpose galima pasiekti 225 °C temperatūrą. Jeigu jose paklosime vamzdžius ir paleisime vandenį, jis įkais iki 60—70 °C. Vidurinėje Azijoje jau yra pastatyti keli pastatai, apšildomi Saulės energija. Ją galima panaudoti ne tik patalpoms šildyti, bet ir joms aušinti. Antai Ašchabade jau pastatytas 128 butų gyvenamasis namas su heliokondicionieriumi. Kai lauko temperatūra yra 34—36 °C, patalpose nebūna šilčiau kaip 25 °C.

Norint gauti dar aukštesnę temperatūrą, reikia sukoncentruoti Saulės spindulius kuo mažesniame plote. Šio būdo efektyvumas priklauso nuo atstumo tarp lęšio arba veidrodžio ir objekto. Pavyzdžiui, sausam medžiui uždegti iš 30 metrų atstumo lęšis arba įgaubtas veidrodis turi būti bent 3 metrų skersmens. Padidinus šį atstumą iki vieno kilometro, veidrodžio skersmenį reikėtų padidinti net iki 500 metrų. Anot vieno amerikiečių fiziko, tokiems eksperimentams labai tiktų futbolo stadionas. Nepatenkinti teisėjo elgesiu žiūrovai galėtų jį… sudeginti čia pat aikštėje, neprisiliesdami prie jo. Tereikia tik visiems turėti po veidrodėlį ir vienu metu nukreipti saulės zuikučius į teisėją.

Jeigu sukoncentruosime Saulės spindulius metalams lydyti, gausime heliokrosnį. Tokios krosnies projektą dar 1741 metais pasiūlė M. Lomonosovas. XIX amžiuje Maskvos universiteto astronomas V. Ceraskis vieno metro skersmens veidrodžiu lydė beveik visus metalus. Šio veidrodžio židinyje temperatūra siekė net 3500 °C. Panašaus principo heliokrosnys įrengtos pietiniuose Tarybų Sąjungos rajonuose, Prancūzijoje, Ispanijoje, JAV, Indijoje, Alžyre ir kitur. Jos gali lydyti metalus 1500— 2000 °C temperatūroje. Pavyzdžiui, Pirėnuose pastatytas milžiniškas įrenginys su 10 metrų skersmens paraboliniu veidrodžiu. Saulės zuikutyje, kuris yra 50 milimetrų skersmens, temperatūra siekia 3400 °C. Juo per dieną galima išlydyti iki 60 kg plieno. Žinoma, yra ir pigesnių plieno lydymo būdų, bet Saulės krosnyje gautas plienas yra ypatingas, be priemaišų, kurių neįmanoma išvengti įprastais gamybos būdais. Artimiausiais metais saulės krosnyse tikimasi pasiekti net 4700 °C temperatūrą, o išlydytų metalų kiekį padidinti iki kelių tonų per valandą. Skaitytojui gali susidaryti nuomonė, kad tokiose krosnyse galima pasiekti bet kokią temperatūrą. Teoriškai apskaičiuota, kad tokiose krosnyse neįmanoma pasiekti aukštesnę kaip 5700 °C temperatūrą. Juk neįmanoma koncentruojant Saulės spindulius pasiekti aukštesnę kaip pačios Saulės (apie 6000 °C) temperatūrą.

Pastaraisiais dešimtmečiais pradėtos statyti ir saulės elektrinės. Štai Japonija, kuri savo kuro beveik neturi, viena pirmųjų pasaulyje pradėjo intensyviai naudoti Saulės energiją įvairiems tikslams. Prie Nio miesto didžiuliame 100 ha plote pastatyta didžiausia 1000 kilovatų galingumo saulės elektrinė. Jos veikimo principas gana paprastas. Įrengtos 25 didžiulės „ramunės“. Kiekvienos gėlės viduryje — puodas, aplinkui vietoj lapelių — veidrodžiai. Jų yra net 100. Jie įkaitina katile vandenį iki 370 °C esant 30 atmosferų slėgiui. Toliau šilumos energija virsta elektros energija kaip ir šiluminėse elektrinėse. Atliekant bandymus, ji dirbo pusę valandos 1000 kilovatų galingumu. Dar galingesnė saulės elektrinė pastatyta Tarybų Sąjungoje, Kryme. Kerčės pusiasalyje (Čelkino kaime) išliko milžiniškas bokštas, kuriame 70 metrų aukštyje įrengtas garo generatorius. Jį kaitina aplinkui išdėstyti 1600 veidrodžių, kurių kiekvieno plotas 25 m². Planuojama, kad ši saulės stotis leis per metus sutaupyti 2000 tonų sąlyginio kuro. Dar galingesnė, vieno milijono kilovatų galingumo, saulės elektrinė statoma Mohavo dykumoje Kalifornijoje. Apie 2000 milžiniškų veidrodžių surinks Saulės spindulius virš katilo, įrengto 91 metro aukščio bokšte. Įkaitintas katile vanduo iki 482 °C virs perkaitintais garais, sukančiais turbinas. Panašūs į milžiniškas peteliškes veidrodžiai su judančiais 6 metrų sparnais užims 40 ha. Elektrinės statyba kainuos apie 140 milijonų dolerių. Iš pradžių pagaminta saulės elektrinėse elektra bus 4—10 kartų brangesnė kaip dabar. Tačiau manoma, kad, pradėjus masiškai statyti tokias elektrines, ji atpigs.

Saulės spindulių energiją paversti elektros energija galima ir fotoefektu, kurį XIX amžiaus pabaigoje atrado rusų fizikas A. Stoletovas. Yra žinoma, kad daugelis cheminių junginių atpalaiduoja įelektrintas daleles — elektronus. Kai tokį fotoelementą įjungsime į grandinę, veikiant šviesai, pradės tekėti elektros srovė. Kelios dešimtys sujungtų tokių fotoelementų sudarys saulės bateriją. Šiuo metu saulės baterijoms daugiausia naudojamas silicis. Jo atsargos Žemėje praktiškai neišsemiamos. Įvairūs jo junginiai sudaro apie ketvirtadalį Žemės plutos. Iš silicio galima išauginti monokristalus, o iš jų — pagaminti didelius fotoelementus. Jų naudingumo koeficientas sudaro 15—18%. Šiuo metu turimo efektyvumo saulės baterijomis išklojus 10 km² sklypą (ten, kur per metus yra apie 200—250 saulėtų dienų), per metus būtų galima gauti apie 2,5 milijardo kilovatvalandžių elektros energijos. Tačiau kol kas tokios saulės baterijos naudojamos tik kosminiams aparatams maitinti. Jungtinėse Amerikos Valstijose gaminamos 1,5 kilovato galingumo saulės baterijos palydovams. Ant lanksčios stiklo pluošto ir kaprono plėvelės išdėstyta 18 tūkstančių, padengtų 0,15 mm storio apsaugine plėvele 2x2 cm didumo ir 0,18 mm storio silicio elementų. Orbitinėms kosminėms stotims, kuriose įgulos būna ilgai, kuriamos dar galingesnės baterijos. Amerikiečių kosminei stočiai „Skailab“ buvo sukurta saulės baterija, susidedanti iš 164160 fotoelementų, surinktų į keturis blokus. Baterijos galingumas siekė 10,5 kilovato. Yra projektų, siūlančių įkurti kosmose pastovias elektrines. Jų naudingumo koeficientas bus kur kas didesnis negu Žemėje. Juk kosmose nėra debesų, vėjo, dulkių, drėgmės, o saulės baterijas galima suorientuoti taip, kad jos visą laiką būtų apšviestos statmenų Saulės spindulių. Išvedus tokią elektrinę į geostacionarią orbitą, nutolusią nuo Žemės 35800 km, ji kabotų virš to paties Žemės paviršiaus taško. Tačiau šiandien dar sunku gautą energiją perduoti į Žemę. Siūloma elektros energiją perduoti į Žemę, ją pavertus superaukšto dažnio spinduliais. Tačiau kol kas tai tik projektai. O štai Saulės energija varomas automobilis ir lėktuvas jau pagaminti. Amerikiečių pilotas S. Ptašekas tokiu lėktuvu perskrido La Manšo sąsiaurį. Lėktuvą varė elektros variklis, naudojęs ant sparnų sumontuotų saulės baterijų gaminamą elektros energiją. Aišku, toks lėktuvas daugiau panašus į žaisliuką nepatenkintų keleivio (jo greitis — apie 70 km/h). Tačiau, pasak jo konstruktoriaus P. Makridžio, jis pagamintas tam, kad visuomenė atkreiptų dėmesį į galimybes naudoti Saulės energiją kaip energijos šaltinį.

Labai perspektyvios būtų organinės elektrinės. Koks jų veikimo principas? Prisiminkime, kaip sąveikauja augalai ir Saulė. Kad augalo lapas iš vandens ir anglies dioksido pasigamintų statybinių medžiagų, angliavandenių, reikia energijos. Jos augalas gauna iš Saulės spindulių pavidalu, o priima juos chlorofilas. Jis padeda atplėšti vandenilio atomą iš vandens molekulės ir jį atiduoda anglies dioksidui. Nei anglies dioksidas, nei vanduo, būdami skaidrūs patys negali įsisavinti Saulės spindulių ir paimti jos energijos, reikalingos vandens molekulei suskaldyti. Paaiškėjo, kad chlorofilas yra geras puslaidininkis. Saulės spindulių iš valentinės į laidumo juostą permestas elektronas iš chlorofilo patenka anglies dioksidui, o valentinėje juostoje pasilikusi skylė iš vandens molekulės pasiglemžia elektroną. Chlorofilas perneša elektronus iš vienų molekulių kiltoms. Taigi organinėse saulės elektrinėse chlorofilą būtų galima panaudoti kaip elektronų pernešimo agentą. Čia reikėtų priminti prancūzų fiziko F. Žolio-Kiuri žodžius, kad jis, nors ir tikįs atominės energijos ateitimi, bet manąs, kad tikrasis perversmas energetikoje į vyksiąs tada, kai žmogus išmoksiąs masiškai sintetinti molekules, tokias kaip chlorofilas ar net tobulesnes.

F. Žolio-Kiuri mirė 1958 metais. O 1959 metais JAV mokslininkai V. Arnoldas ir E. Maklis pirmą kartą pateikė bateriją, kurioje buvo augalų pigmentų — chlorofilo ir karotino. Šis prietaisas jau galėjo versti šviesą elektra. Tiesa, jis buvo dar labai netobulas. Šia kryptimi dirbama ir Tarybų Sąjungoje, TSRS Mokslų Akademijos Cheminės fizikos institute. Darbams vadovavo fizikos-matematikos mokslų daktaras G. Komisarovas. 1968 metais ši grupė sukonstravo „fotovoltinę bateriją“. Tai buvo žalio lapo modelis, gebąs transformuoti šviesos energiją į elektros energiją. Jos parametrai kasmet vis gerėjo. Dabar naudingumo koeficientas jau siekia keletą procentų.

Mokslininkai tikisi po 20—30 metų chlorofilo lapus gaminti pramoniniu būdu. Galimas daiktas, jog dabar mokyklose besimokantys vaikai dirbs gamyklose, gaminančiose pigius žaliuosius fotoelementus. Žinoma, toks spėjimas kai kam gali pasirodyti per drąsus. Tačiau nereikia pamiršti, kad mokslininkai jau moka dirbtiniu būdu sintetinti chlorofilą. O jeigu pavyks deficitinius puslaidininkius ir brangius metalus pakeisti žaliaisiais fotoelementais, ar nevirs tada dykumos ir jose esančios šalys turtingiausiomis Žemės sritimis, kaip šiandien yra nafta turtingi rajonai? Ir ar neišsipildys tada pranašiški tarybinio akademiko A. Jofės kitados pasakyti žodžiai: „Saulė, tūkstantmečius buvusi dykumos prakeiksmu, taps jos palaima“.