Ηλιακή ενέργεια.

Αρκετές πηγές ενέργειάς μας προέρχονται από τον ήλιο. Το πλεονέκτημα tης ηλιακής ενέργειας είναι ότι υπάρχει ελεύθερο, άφθονο και ανεξάντλητο. Το συνολικό ποσό ενέργειας που ακτινοβολείτε από τον ήλιο επάνω στη γήϊνη επιφάνεια είναι περισσότερο από 10.000 φορές της ετήσιας κατανάλωσης ενέργειας του κόσμου. Όταν χρήση της γίνετε με προσοχή, μπορεί επίσης να αποφευχθεί η υποβάθμιση του περιβάλλοντος Ο ήλιος ακτινοβολεί συνεχώς με τεράστια ποσά ενέργειας. Ένα μέρος εκείνης της ενέργειας φθάνει στη γη. 

 Το μέρος της ενέργειας που φθάνει στη γη από τον ήλιο σε μόνο μια ημέρα είναι ακόμα αρκετά περισσότερο από το να καλύψει την ενεργειακή χρήση ολόκληρου του κόσμου σε ένα έτος. Εντούτοις, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά όλη η ενέργεια του ήλιου που φθάνει στη γη. Διότι μέρος του φωτός του ήλιου απορροφάται στη γήινη ατμόσφαιρα ή αντανακλάτε πίσω στο διάστημα. Η ένταση του φωτός του ήλιου που φθάνει στη γη ποικίλλει με το χρόνο της ημέρας και του έτους, της θέσης, και των καιρικών συνθηκών. Η συνολική ηλιακή ενέργεια σε καθημερινή ή ετήσια βάση ονομάζεται ακτινοβολία και δείχνει τη δύναμη της ηλιοφάνειας, που εκφράζεται χαρακτηριστικά σε kWh/m 2 ανά ημέρα. Για να απλοποιήσουμε τους υπολογισμούς με τα στοιχεία ακτινοβολίας, η ηλιακή ενέργεια εκφράζεται στη τιμή του φωτεινού φωτός του ήλιου μιας ώρας.Η ακτινοβολία τού φωτεινού φωτός του ήλιου αντιστοιχεί με μια ισχύ περίπου 1.000 W/ m2 έτσι μια ώρα του φωτεινού φωτός του ήλιου αντιστοιχεί με 1 kWh της ενέργειας ανά m2 . Αυτή είναι περίπου η ηλιακή ενέργεια που αφορά μιας καθέτου επιφανείας ενός τετραγωνικού μέτρου στις ακτίνες του ήλιου μιας ασυννέφιαστης ημέρας το καλοκαίρι. Αυτή η μέγιστη αξία θα μπορούσε μόνο να εμφανιστεί κοντά στον ισημερινό στη μεσημβρία. Η ακτινοβολία ποικίλλει με το χρόνο της ημέρας αλλά μπορεί επίσης να ποικίλει αρκετά από μέρος σε μέρος, ειδικά στις ορεινές περιοχές. Η ακτινοβολία ποικίλλει κατά μέσο όρο 1.000 kWh/ m2 ετησίως για τις βόρειες ευρωπαϊκές χώρες όπως η Γερμανία, σε 2.000 έως 2.500 kWh/ m2 . ετησίως για τις περιοχές ερήμων. Αυτές οι αποκλίσεις προκαλούνται από τις καιρικές συνθήκες και τις διαφορές στη σχετική θέση του ήλιου (ηλιακή ανύψωση) στον ουρανό, ο οποίος εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος κάθε θέσης. Σε περιοχές που βρίσκονται μακριά από τον ισημερινό, αν προσπαθήσουμε να πάρουμε κάποιο όφελος με την κλίση των ηλιακών συλλεκτών προς ήλιο η βελτίωση θα είναι λιγότερο από τα αναμενόμενα για δύο λόγους:

1) Η ατμόσφαιρα απορροφά ήδη κάποια ενέργεια λόγω του αυξανόμενου μήκους πορείας των ηλιακών ακτινών μέσω της ατμοσφαιρικής σκόνης και των αερίων.

2)Κάποια άλλη ενέργεια διαχέεται στον υπόλοιπο ουρανό με αποτέλεσμα να έρθει λιγότερη ενέργεια στους συλλέκτες μας. Βέβαια η ακτινοβολία που διαχέετε στον ουρανό αντισταθμίζει εν μέρει αυτήν την επίδραση γιατί παρέχει κάποια ενέργεια τις συννεφιασμένες ημέρες, ακόμα κι αν ο ήλιος μπορεί να μην είναι ορατός. Όταν περπατάμε έξω μια ηλιόλουστη ημέρα παρατηρούμε ότι ο ήλιος μας θερμαίνει καθώς επίσης και μας φωτίζει. Αυτή η απλή παρατήρηση παρουσιάζει τη διαφορά μεταξύ της ηλιακής θερμικής και φωτοβολταϊκής ενέργειας (PV), η οποία μετατρέπει το φως άμεσα στην ηλεκτρική ενέργεια. Με τη χρησιμοποίηση της πολύ απλής αρχής ότι τα σκοτεινότερα χρωματισμένα υλικά απορροφούν περισσότερο φως και συνεπώς ζεσταίνονται περισσότερο, για το λόγο αυτό οι ηλιακές θερμικές τεχνολογίες χρησιμοποιούν τούς μαύρους χρωματισμένους συλλέκτες για να συλλέξουν την θερμότητα.