可持续发展的重要内容之一，是能源结构的转换，更多地利用可再生能源。其中，取之不尽、用之不竭的太阳能最受青睐。据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史，将太阳能作为一种能源和动力加以利用也有300多年的历史，利用太阳能的科学研究已有上百年的历史了。现在人们普遍认识到太阳能是一种不必运输的、清洁而可靠的能源。目前，家用的太阳能装备大多是太阳能电池板，它可直接将太阳能转换成电能。现在，世界各国越来越多的屋顶上都安装了太阳能电池板。日本能源比较缺乏，所以日本人对太阳能十分重视。据日本有关部门估计，日本2100万户个人住宅中如果有80％装上太阳能发电设备，便可满足全国总电力需要的14％，如果工厂及办公楼等单位用房也进行太阳能发电，则太阳能发电将占全国电力的30％—40％。日本政府力争于2010年实现太阳能发电量达到500万千瓦的目标。要实现这个宏伟的发展目标，需要在大约150万户人家的屋顶上安装太阳能发电装置。
利用太阳能电池板的成本较高，所以要建立太阳能发电厂就不能采取这样的方式。先将光能转换成热能，再以热能生成的水蒸汽，带动蒸汽涡轮机发电，这是目前比较有效的大规模的太阳能发电厂的发电方式。早在1980年代中期，人们就在美国的沙漠地带建造了9座太阳能发电站，合计发电能力达到354兆瓦。这种技术相对而言非常简单，几百个跟随太阳转动的凹面镜，把接收到的阳光，集中到位于聚焦线上的一个真空隔热吸收管中，把吸收管里的特种高温油加热，高温油把热量传送给水，生成水蒸气，水蒸气带动蒸汽涡轮机生成电能。
太阳能发电需要占用一定的面积，光靠建筑物房顶来发电是远远不够的，发电效率和成本也比较高，所以要大规模利用太阳能发电，需要大面积铺设太阳能吸收装置。一些科学家建议利用上沙漠和海洋面积进行发电，并通过超导电缆将全球太阳能发电站联成统一电网，以便向全球供电。到了2100年，即使全用太阳能发电供给全球能源，太阳能发电设施的占地面积也不过829.19万平方公里，这个面积制相当于全球海洋面积的 2.3％或沙漠面积的 51.4％。
为了不占用有限的地球面积，一些科学家甚至提出向太空要太阳能，在太空中建立一些大型的太阳能发电站，然后把这些电能以微波的方式发送到地球。主张开发太空太阳能者认为，同卫星通讯一样，这种把太阳能同太空技术结合的概念使人们考虑可以把太阳能直接传送到地球的某些地区。这种理论是美好的，实施这一理论的结果可能是一场革命。目前，一颗太阳能卫星可以提供数兆瓦的电能。这种卫星最先进的设计得到了“太阳能塔”的美名，其构造是一根长柱，四周装有太阳能聚光器。人们目前正在努力设计一种不需太空运载的原型，也就是说，可通过市场现有的火箭发射，可独自进入轨道。接收太阳能后的下一步目标是向地球传送能量。此项试验正在地球上进行，因为这一技术也适用于把能量从地球的一地传送到另一地。收集的太阳能可通过磁控管变成微波射线，经根据传送能量特点改进的天线，直接传送到地球表面。
目前世界各国都在实施自己的“阳光计划”。德国最近开始建造世界上最大的太阳能发电站，它的启用将使德国每年二氧化碳排放量减少3700吨。印度乡村的村民们则在年初仰仗美国BP太阳能公司赠送的太阳能光电设备，从此告别无电时代。世界上最大的石油企业也将重点向太阳能转移，太阳能时代已经拉开它辉煌的大幕。
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