مع تزايد الاهتمام العالمي بقضايا التغير المناخي والحفاظ على البيئة، أصبحت الطاقة المتجددة عنصراً أساسياً في السعي نحو تحقيق التنمية المستدامة، تعتمد هذه الطاقة على مصادر طبيعية مثل الشمس، الرياح، والمياه، مما يجعلها بديلاً نظيفاً وصديقاً للبيئة مقارنةً بالوقود الأحفوري الذي يسبب انبعاثات ضارة.
إن التحول نحو استخدام الطاقة المتجددة لا يقتصر على الحفاظ على البيئة فحسب، بل يسهم أيضاً في تعزيز الإقتصادات المحلية، وخلق فرص عمل جديدة، وتقليل الإعتماد على الموارد غير المتجددة.
وتشمل مصادر الطاقة المتجددة الشمس، الرياح، الماء، والطاقة الحيوية, هذه المصادر تعتبر بدائل نظيفة للطاقة، التقليدية مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي، التي تسبب تلوث الهواء وتساهم في التغير المناخي, كما يمكن إنتاجها من حركة الأمواج والمد والجزر أو من طاقة حرارية أرضية وابتكارات أخرى.
الطاقة الشمسية هي الضوء والحرارة المنبعثان من الشمس ولهذه الطاقة أهمية كبيرة في الكرة الأرضية فجميع الكائنات الحية في الأرض تعتمد على طاقة الشمس، فهي مصدر أساسي لعملية البناء الضوئي عند النباتات كما تقوم بتوفير الدفء للكائنات الحية جميعها للبقاء على قيد الحياة، كما تساعد حرارة الشمس بتبخر الماء الموجود على سطح الأرض وتشكيل السُحُب التي توفر في النهاية مياه الأمطار العذبة.
وتعتبر الطاقة الشمسية هي الأكثر وفرة من بين جميع مصادر الطاقة ويمكن حتى توليدها في الطقس الغائم، يفوق معدل اعتراض الأرض للطاقة الشمسية بحوالي 10000 مرة معدل استهلاك البشر للطاقة، ويمكن لتكنولوجيات الطاقة الشمسية توفير الحرارة والتبريد والإضاءة الطبيعية والكهرباء والوقود لمجموعة من التطبيقات، وتعمل تكنولوجيات الطاقة الشمسية على تحويل أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية إما من خلال الألواح الكهروضوئية أو من خلال المرايا التي تركز الإشعاع الشمسي.
ومن ميزات الطاقة الشمسية أننا نستطيع معرفة أوقات تولدها وأوقات عدم وجودها, وتقوم بعض تلك المحطات التي تولد الطاقة عن طريق تركيز أشعة الشمس بتخزين الحرارة في أملاح منصهرة وبذلك تقوم بتخزين الطاقة الشمسية في الصورة الحرارية، فيمكن استغلالها في توليد الكهرباء خلال فترة غياب الشمس.
تستخدم العدسات والمرايا لتركيز أشعة الشمس من مساحة كبيرة في بقعة صغيرة، وتستخدم الحرارة العالية المتجمعة لتشغيل محطة لإنتاج الكهرباء، وتوجد تقنيات عديدة لتركيز أشعة الشمس، أهمها المرايا المشكلة كقطع مكافئ مستطيل، والمرايا المسطحة، والمرايا المقعرة، وبرج الطاقة الشمسية.
وجميع تلك الطرق يُستخدم فيها سائل يقوم بإلتقاط الأشعة المركزة فترتفع درجة حرارته، فيستخدم لتوليد الكهرباء أو تخزينها.