Solarenergie wird durch Kernfusion im Inneren der Sonne erzeugt. Wasserstoffatome verschmelzen unter extremen Bedingungen zu Helium und setzen dabei enorme Energiemengen frei. Diese Energie wird als elektromagnetische Strahlung in alle Richtungen abgestrahlt, und ein kleiner Teil erreicht unsere Erde.
Im Kern der Sonne herrschen extreme Bedingungen: Temperaturen von 15 Millionen Grad Celsius und ein Druck von 250 Milliarden Atmosphären. Unter diesen Bedingungen verschmelzen vier Wasserstoffatome zu einem Heliumatom. Bei diesem Fusionsprozess wird eine enorme Menge an Energie in Form von Gammastrahlung freigesetzt.
Die im Sonnenkern erzeugte Gammastrahlung benötigt etwa 170.000 Jahre, um durch die Strahlungszone zu wandern. Dabei wird sie ständig absorbiert und wieder abgestrahlt. In der Konvektionszone wird die Energie durch Wärmeströmung transportiert. Schließlich erreicht sie die Photosphäre, die Sonnenoberfläche, von wo aus sie als sichtbares Licht und Infrarotstrahlung ins Weltall abgestrahlt wird.
Photovoltaikzellen nutzen den photovoltaischen Effekt, um Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom umzuwandeln. Wenn Photonen auf die Silizium-Halbleiter treffen, werden Elektronen freigesetzt und es entsteht ein elektrischer Strom. Diese Technologie ermöglicht es, Lichtenergie direkt und effizient in nutzbare elektrische Energie zu verwandeln.
Solarthermie nutzt die Wärmestrahlung der Sonne direkt. Sonnenkollektoren fangen die Wärmestrahlung ein und erhitzen Wasser oder andere Flüssigkeiten. Diese Wärme kann direkt für Heizung und Warmwasser genutzt oder in großen Anlagen zur Stromerzeugung durch Dampfturbinen verwendet werden. So wird Sonnenenergie effizient in nutzbare Wärmeenergie umgewandelt.