Zonne-energie is alle energie afkomstig van de zon, in de vorm van warmte en licht.

In feite is de zon de basis van elke groene energiebron die we kennen: de zon laat de wind waaien, doet planten en bomen groeien (biomassa), houdt de waterkringloop op gang voor waterkracht, verwarmt de bodem, de lucht en het water waarop een warmtepomp functioneert.
Vlaanderen krijgt gemakkelijk 1000 uren volle zon per jaar. Dat vertegenwoordigt een immense hoeveelheid groene energie die geen schadelijke stoffen in de atmosfeer brengt.

Met zonne-energie wordt tegenwoordig meestal bedoeld: de energie die mensen zelf opwekken vanuit van zonnestraling. Dit gebeurt op dit moment in Nederland en België vooral op twee manieren:

► De meest gebruikte toepassing is thermische zonne-energie waarbij zonlicht wordt omgezet in warmte. Dit gebeurt door zonneboilers (oftewel zonnecollectoren, -panelen)
► Een andere manier om gebruik te maken van zonlicht is door middel van zonnepanelen met fotovoltaïsche cellen (ook wel PV-cellen genoemd). Die zetten het licht direct om in elektriciteit, zgn. zonnestroom.

Het grote probleem bij het praktisch gebruik van deze energie is dat de zonneconstante, de (maximale) hoeveelheid energie die per vierkante meter per tijdseenheid op het oppervlak valt niet erg groot is. (ca 1367 Watt per vierkante meter in de bovenste lagen van de atmosfeer; op de grond minder, afhankelijk van de dikte van de tussenliggende laag lucht, de hoek waaronder de zon de aarde treft, de afstand tussen de aarde en de zon die met de seizoenen iets verandert, en vooral ook het voorkomen van wolken.) Daarom moet de energie over een vrij groot oppervlak 'geoogst' worden om economisch rendabel te worden. Het woord oogsten is hier zeker van toepassing, omdat de landbouw al eeuwen niets anders doet dan zonne-energie oogsten in biochemisch gebonden vorm, zoals zetmeel in granen of aardappelen.

Voor landen waar de zon bijna de hele dag schijnt bestaat een goede technologie om zonne-energie te oogsten: geconcentreerde zonne-energie, ook wel thermische zonne-energie genoemd (in het Engels: CSP: Concentrated Solar Power). Hierbij worden de zonnestralen door middel van spiegels samengebracht op een klein oppervlak, waar een hoge temperatuur ontstaat. Met die hoge temperatuur wordt stoom gemaakt, waarmee net als in een gewone centrale elektriciteit wordt opgewekt. De CSP-technologie is goedkoper dan de PV-technologie. In Californië functioneren sinds de jaren 80 een aantal CSP-centrales met een gezamenlijk piekvermogen van 350 MWe naar volle tevredenheid.

Afgeleide vormen

Aardolie, aardgas en steenkool zijn eigenlijk ook afgeleide vormen van zonne-energie. Ze werden gevormd uit de restanten van levende wezens in het geologisch verleden; allemaal ondersteund door fotosynthese. De snelheid waarmee we deze bronnen momenteel verbruiken wordt echter bij lange na niet bijgehouden door de snelheid waarmee door fotosynthese nieuwe organische brandstoffen worden aangemaakt. Ook waterkracht kan een vorm van zonne-energie zijn: het water verdampt door zonnewarmte, wordt door wind (ook een gevolg van temperatuurverschillen) omhoog getransporteerd, valt als regen weer op een berg of hoogte en de potentiële zwaartekrachtenergie van de massa van het water wordt als elektriciteit weer teruggewonnen bij het naar een lager niveau vallen of - stromen. Ook windenergie bestaat uitsluitend bij de gratie van door de zonnewarmte opgewekte temperatuurverschillen. Slechts getijdenenergie, geothermische energie en kernenergie zijn niet te herleiden tot zonne-energie, hoewel kernenergie natuurlijk gebruikmaakt van zware elementen die alleen in een supernova (ontploffing van een ster in zijn laatste levensstadium) konden ontstaan, maar dat was dus niet 'onze' zon.

Hoeveel groene energie uit zon?

Elektriciteit uit zonlicht leverde in 2009 bijna 138 miljoen kWh van de 2.688 miljoen kWh geproduceerde groene stroom, dat is 5% van de groene stroomproductie. Genoeg voor de stroomvoorziening van ongeveer 40.000 gezinnen. Ondertussen liggen er ongeveer 3 miljoen m² zonnepanelen voor elektriciteitsproductie op onze daken.
De zon zorgt niet alleen voor elektriciteit, maar ook voor nuttige warmte. In 2009 konden de geïnstalleerden zonneboilers samen het sanitair water van 25.000 Vlaamse gezinnen verwarmen. Alles bijeen liggen ongeveer 100.000 m² zonnecollectoren op Vlaamse daken.