除了核能和地热能和潮汐能的一部分，余下的本质上都是太阳能的二次甚至三次转化。煤炭石油天然气这些矿物能源是几百万年前古生物尸体转化而来，所以又叫做化石能源，这些能量完全是亿万年来无数植物光合作用积累的财富。风能水能来自大气环流与海洋蒸发，而这二者的驱动力同样也是太阳能。
这些能源其实可以看作是浓缩的太阳能，虽然这个浓缩过程同样需要支付海量的时间成本和空间成本，化石能源需要几百万年甚至更久的时间来生成，风能水能需要特殊的地形和经纬度条件才能形成，但因为“付账买单”的不是某个人类团体，自然可以忽略一二，所以化石燃料和水能的利用才会变得普遍起来，在一些条件合适常年刮风的地方，风力发电也是有利可图的。
反倒是直接利用太阳能的技术，进展一直很缓慢。
虽然有一部分时髦的电子计算器和电子表上装配了太阳能电池板，使其变成太阳能计算器和太阳能表，但其实给这两种低功耗电子设备安装一小块太阳能电池完全是无用的鸡肋设计。
太阳能电池说是“电池”，但其本身是不能存储能量的，只能将照射其上的特定颜色和亮度的光能转换成电能，外界光线昏暗的话就要抓瞎，所以类似设备上通常都有“备用”的干电池舱，平常用干电池供电，光线明亮时转换到太阳能供电。额外多出的太阳能模块实际起到的作用，只是晚几个月换一次电池罢了，对于这些低功耗设备电池续航根本不是需求痛点。
因为太阳能的能量密度很低，想要利用它就得想办法将其聚集起来，一般都是修建聚光阵列，将一定范围内的阳光聚焦到一小片区域，然后在焦点上放置能量转换设备将光能转换成其他能量。可以是聚光集热，利用焦点处的热量加热低沸点液体，制造高压蒸汽，从而推动蒸汽机转动带动发电机发出交流电，也可以在焦点处放置光伏模块，直接利用光电效应把光能转换成直流电，然后逆变成交流电，输送给用户。
这两种转换思路有时候也会联合使用，同时利用太阳光的光和热，有时候也会省掉聚光阵列，直接在场地上铺设大面积太阳能电池板阵列。
不过因为成本问题，以前在地面建立光伏发电系统是很不划算的，只有卫星和空间站那种每一克重量都很珍贵、不适合常规能源的地方才会使用它们。所以很长时间里面只有人造卫星和空间站才会标配大面积的太阳能电池板，以至于一只只满是方格子的“大翅膀”成为了这二者的经典形象。
光伏发电
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