W tym przypadku energię promieniowania słonecznego przekształca się bezpośrednio na ciepło. Przy czym proces ten może zachodzić na dwa sposoby: pasywnie i aktywnie. Jednak niezależnie od sposobu materiałem, który zamienia energię słoneczną na ciepło, jest tzw absorber. W przypadku systemów pasywnych nie jest potrzebna ingerencja żadnych czynników zewnętrznych. Natomiast w przypadku systemów aktywnych, wykorzystywana jest energia pochodząca z zewnątrz. Energia ta jest zazwyczaj wykorzystywana do zasilania pomp, które przetłaczają czynnik roboczy ptzez materiał absorbera znajdujący się w kolektorach słonecznych. Taki czynnik roboczy jest środkiem transportującym otrzymane ciepło do części odbierającej je.
Energia słoneczna ma szereg zalet:
• powszechna dostępność;
• brak negatywnych konsekwencji dla środowiska podczas eksploatacji;
• instalacje PV nie starzeją się, po 20 latach pracy praktycznie nie obserwuje się spadku mocy;
• minimalny koszt eksploatacji;
• w instalacjach przydomowych oznacza ona zmniejszone uzależnienie od dostawców energii
Energia słoneczna jest energią czystą, pomijając minimalne zanieczyszczenia środowiska naturalnego powstające przy produkcji ogniw fotowoltaicznych. Podobnie jednak jak w przypadku energii wiatrowej należy uwzględnić uwarunkowania ściśle związane z wykorzystywaniem energii słonecznej na większą skalę. Są nimi uzależnienie natężenia promieniowania słonecznego od położenia geogr aficznego terenu elektrowni oraz koszt zakupu bądź dzierżawy ziemi pod budowę elektrowni słonecznych (coraz częściej spotykanym rozwiązaniem tego problemu jest instalowanie kolektorów słonecznych lub ogniw fotowoltaicznych w nowych budynkach). Trzeba też pamiętać, że moc elektrowni uzależniona jest od nasłonecznienia - przy niekorzystnych zmianach atmosferycznych lub w nocy drastycznie maleje ilość wytwarzanej energii Dlatego z reguły wytwarzaniu energii elektrycznej z energii słonecznej muszą towarzyszyć dostawy energii z innych źródeł, najczęściej z akumulatorów. Duże akumulatory są kosztowne, a wykorzystanie energii słonecznej zazwyczaj wymaga większych akumulatorów niż w przypadku zastosowania technologii wiatrowych.
Największym problemem nie jest pozyskiwanie energii słonecznej, lecz jej zmagazynowanie i wykorzystanie we właściwym czasie. Systemy solame można więc podzielić na następujące grupy: