सौर ऊर्जा से ऊष्मा प्राप्त करने की प्रणाली एक जानी-मानी दूसरी पीढ़ी की प्रौद्योगिकी समझी जाती है और आम तौर पर इसमें सोलर ऊष्मा संग्राहक, एक द्रव तंत्र जो कि उपयोग बिंदु पर संग्राहक से ऊष्मा निकालने के काम आता है, एवं एक भंडारण पात्र या टैंक का ऊष्मा भंडारण जैसे काम के उपयोग के लिए होता है। इस तंत्र को घरेलू इस्तेमाल हेतु- पानी गर्म करने, स्विमिंग पूल का पानी गर्म करने, या जगह गर्म करने में लाया जा सकता है। इस ऊष्मा का प्रयोग औद्योगिक अनुप्रयोगों में अथवा शीतलन उपकरणों में प्रयुक्त ऊर्जा प्रदान करने में किया जा सकता है। कई मौसम में, एक सौर ताप प्रणाली बहुत उच्च प्रतिशत (50 से 75%) में घरेलू उपयोग हेतु गर्म पानी ऊर्जा प्रदान कर सकती है।
पृथ्वी द्वारा सूर्य से प्राप्त ऊर्जा चुम्बकीय विकिरण के रूप में होती है। किरण का सद्रश्य माध्यम, अवरक्त, पराबैंगनी, एक्स रे और रेडियो तरंगे, पृथ्वी सौर ऊर्जा से प्राप्त करती है। विकिरण की सर्वोच्च शक्ति सदृश्य प्रकाश से प्राप्त होती है। सौर ऊर्जा, मौसम के परिवर्तन एवं रात के दिन में बदलने के फलस्वरूप जटिलता से भरी पड़ी है। आच्छादित बादल भी सौर ऊर्जा की जटिलताओं को बढ़ा देते है और इससे सूर्य से आने वाली विकिरण पूर्ण रूप से पृथ्वी तक नहीं पंहुच पाते क्योंकि यह अवशोषित होती है और बादलों के चलते तथा पृथ्वी के वायुमंडल के भीतर गैसों के कारण बिखरती भी है।

1980 के दशक के अंत में और 1990 के दशक के आरंभ में अधिकांश मॉड्यूल द्वारा रिमोट क्षेत्र में ऊर्जा प्रदान की गयी, लेकिन 1995 के आसपास, पावर ग्रिड से जुड़े औद्योगिक प्रयासों का ध्यान तेजी से एकीकृत फोटोवोल्टाइक एवं ऊर्जा संयंत्र के निर्माण में विकास पर केन्द्रित किया गया। (विवरण के लिए फोटोवोल्टाइक पावर स्थानकों पर लेख देंखे} वर्तमान में उत्तर अमेरिका का सबसे बड़ा फोटोवोल्टाइक पावर संयंत्र नेलिस सौर ऊर्जा संयंत्र (15 मेगावाट) है। विक्टोरिया, ऑस्ट्रेलिया में दुनिया के सबसे बड़े, 154 मेगावाट क्षमता वाले, सौर विद्युत स्टेशन के निर्माण का प्रस्ताव है। अन्य बड़े फोटोवोल्टाइक पावर स्टेशनों में सम्मिलित है गीरासोल सौर ऊर्जा बिजली संयंत्र (62 मेगावाट), तथा वाल्डपोलेंज सौर उद्यान (40 मेगावाट).

पवन ऊर्जा जैसे कुछ दूसरी पीढ़ी के नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों में उच्च क्षमता है और इनमे अपेक्षाकृत कम उत्पादन लागत को पहले से ही प्राप्त किया जा चुका है। 2008 के अंत तक दुनिया भर की पवन खेत क्षमता 120,791 मेगावाट थी, जो कि 28.8 प्रतिशत की उस वर्ष की वृद्धि, तथा पवन शक्ति द्वारा वैश्विक ऊर्जा खपत का लगभग 1.3 प्रतिशत उत्पादन किया गया। डेनमार्क में बिजली का उपयोग पवन शक्ति से लगभग 20%, स्पेन में 9% और जर्मनी में 7% किया जाता है। हालाँकि, पवन टर्बाइनों का पर्यावरण तथा सौंदर्य बोध के कारणों से देखे जाना मुश्किल हो सकता है और कुछ प्रकरणों में पवन द्वारा ऊर्जा को बिजली के ग्रिड में बदलना मुश्किल हो सकता है।

1980 दशक के अंत से कैलिफोर्निया में सौर ताप विद्युत स्टेशन सफलतापूर्वक सक्रिय है, जिनमें सम्मिलित है किसी भी प्रकार के सौर ऊर्जा संयंत्र में सबसे बड़ी 350 मेगावाट की सौर ऊर्जा उत्पादन प्रणाली. नेवादा सोलर वन नामक एक और 64MW संयंत्र हाल में ही खोला गया है। अन्य पैराबोलिक ट्रफ किस्म के प्रस्तावित ऊर्जा संयंत्रों में से एक 50 मेगावाट का स्पेन में तथा दूसरा 100mW का इजरायल में स्थित है।

दुनिया में सबसे बड़ा नवीकरणीय ऊर्जा कार्यक्रम ब्राजील का है, जिसके तहत इथेनॉल नामक ईंधन गन्ने से बनाया जाता है, तथा देश के 18 प्रतिशत मोटर वाहन का ईंधन अब इथेनॉल है। इसके नतीजतन, घरेलू गहरित पानी तेल स्रोतों से निष्कासन सहित, वह ब्राजील जिसे वर्षों पहले घरेलू खपत की जरूरत के लिए बड़े पैमाने पर पेट्रोलियम आयात करना होता था, हाल ही तेल में आत्म निर्भर हो गया.

अमेरिका में सड़कों पर आज ज्यादातर कारों के लिए 10% इथेनॉल के मिश्रणों पर गाड़ियाँ चलाई जा सकती हैं, तथा मोटर वाहन निर्माता पहले से ही बहुत अधिक इथेनॉल मिश्रणों पर चल सकने वाले मोटर वाहन डिज़ाइन कर उनके उत्पादन में जुट चुके है। फोर्ड, डेमलर क्रिसलर और जी एम उन उत्पादक कंपनियों से हैं जो ऐसी कार, ट्रक, मिनी वेंन बेच रहे हैं जो "लचीले ईंधन" के रूप में गैसोलीन के साथ इथेनॉल मिश्रण विविध श्रेणी में 85% तक का उपयोग क़र सकती हैं। 2006 के मध्य तक, अमेरिका की सड़कों पर इ85-अनुकूल लगभग छह लाख वाहन आ चुके थे।

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