Слънчевата енергия е една от най-обещаващите технологии за възобновяема енергия, позволяваща производството на електричество от безплатна, неизчерпаема слънчева светлина. Много собственици на жилища вече са започнали да приемат слънчева електроенергия, а мащабните съоръжения за производство на електроенергия в Югозапада предлагат предимствата на слънчевата енергия за хиляди клиенти. Но слънчевата енергия все още е изправена пред редица препятствия, преди наистина да може да замени изкопаемите горива за производство на енергия за повечето американци.
Слънчева интензивност
Едно от най-големите препятствия пред широкото възприемане на слънчевата енергия са отклоненията в слънчевата интензивност. Според Националната лаборатория за възобновяема енергия слънцето осигурява почти два пъти повече енергия за пустинята Мохаве, отколкото за северозападната част на Тихия океан. Тъй като изходът на панела зависи от количеството слънчева енергия, която получава, това означава, че слънчевата енергия е много по-добър източник на енергия в пустините в Югозапад, отколкото в други части на страната. Докато слънчевият панел може да осигури поне малко безплатно електричество навсякъде в страната, инвестицията ще отнеме много повече време, за да се изплати в региони без интензивно слънчево покритие.
Ефективност
Друга пречка за слънчевата електроенергия е фотоволтаичната ефективност. Ако живеете в пустинята, един квадратен метър слънчев панел може да получи еквивалент на повече от 6 киловатчаса енергия в рамките на един ден. Но слънчевият панел не може да преобразува цялото това количество енергия в електричество. Ефективността на слънчевия панел определя доколко от тази мощност е използваема и повечето търговски слънчеви панели на пазара през 2013 г. имат рейтинги на ефективност под 25%. Колкото по-ефективен е панелът, толкова по-скъпо е да се произвежда. С изключение на големи скокове в технологиите, рейтингите за ефективност над 33 процента са малко вероятни в близко бъдеще.
Надеждност
Един основен проблем със слънчевата енергия е надеждността. В най-добрия случай слънчевият панел може да произвежда електричество за 12 часа на ден, а панелът ще достигне пикова мощност само за кратък период около обяд. Проследяващите панели, които следват слънцето, могат да удължат донякъде този първичен период на генериране, но все пак означава, че панелите прекарват много малко от деня, произвеждайки с максимален капацитет. Батериите за съхранение могат да се зареждат по време на пиковото генериране и да осигуряват струйка енергия през нощта, но те могат да бъдат скъпи, да съдържат токсични материали и да се износват бързо поради многократно зареждане и разреждане цикли.
Ефекти върху околната среда
Докато производството на слънце е без емисии, производството на слънчеви панели и свързаните с тях технологии може да включва някои неблагоприятни за околната среда вещества. Азотният трифлуорид е често срещан страничен продукт от производството на електроника, включително тези, използвани в слънчевите клетки, и е парников газ 17 000 пъти по-мощен от въглеродния диоксид. В допълнение, много слънчеви клетки включват малки количества от токсичния метал кадмий и батериите необходими за съхранение на генерирано електричество могат да съдържат множество други тежки метали и опасни вещества. С подобряването на слънчевите технологии производителите може да успеят да се отдалечат от тези потенциално опасни вещества, но засега те омразяват иначе впечатляващите екологични ползи, които предлага слънчевата енергия.