Największym źródłem nieograniczonej, darmowej i czystej energii jest słońce. Jest źródłem energii o mocy 27109 MW. Występuje powszechnie i bez granic, wysyłając w ciągu 14 dni do powierzchni Ziemi tyle energii, ile wynosi całoroczne zapotrzebowanie energetyczne naszej planety. Energia promieniowania słonecznego jest energią o ogromnym potencjale, a jej zasób jest praktycznie niewyczerpalny - wystarczy na ok. 5 mld lat. Energia promieniowania słonecznego jest od wielu lat wykorzystywana za pomocą ogniw fotowoltaicznych i kolektorów słonecznych. Jednak powszechne zastosowanie tych urządzeń w domach nastąpiło wskutek rozwoju technologii i umasowieniu produkcji, co doprowadziło do spadku cen.
Warunki helioenergetyczne w Polsce
Słońce to podstawowe, niewyczerpalne i czyste źródło energii odnawialnej. W postaci promieniowania słonecznego do zewnętrznej warstwy atmosfery dociera energia o wartości natężenia 1.368 kW/m2. Jest to tzw. stała słoneczna. Podczas przechodzenia przez atmosferę, promieniowanie to jest osłabiane na skutek odbicia, rozproszenia i absorpcji na cząsteczkach gazów i pyłów. Ta część promieniowania, która dociera bez przeszkód do powierzchni ziemi jest nazywana "promieniowaniem bezpośrednim". Natomiast część, która jest odbita oraz absorbowana, a później emitowana przez cząsteczki gazów i pyłów, dochodząc do powierzchni ziemi w sposób nieuporządkowany, nazywana jest "promieniowaniem rozproszonym". Suma promieniowania bezpośredniego i rozproszonego docierająca do ziemi to tzw.
Całkowite promieniowanie słoneczne - G
[Wh/m2]. W naszych szerokościach geograficznych wartość energii całkowitego promieniowania słonecznego wynosi od 900 kWh/m2 do 1200 kWh/m2 na rok.
Według normy przyjmuje się 1000 kWh/m2 na rok ± 10%. Poniższa mapa obrazuje rozkład średniego rocznego całkowitego promieniowania słonecznego na obszarze Polski.
Nasłonecznienie inaczej insolacja – H
[W/m2] to stosunek energii promieniowania słonecznego do powierzchni, na którą pada, i do czasu, w którym trwa napromieniowanie. Wielkość ta zależy od stałej słonecznej, wysokości Słońca nad horyzontem, zachmurzenia, przezroczystości atmosfery oraz kąta nachylenia danej powierzchni względem kierunku padania promieni słonecznych. Wartości nasłonecznienia w Polsce w godzinach 9-15 wynoszą od 600 - 800 [W/m2].
Kolejnym ważnym kryterium warunków helioenergetycznych jest:
Usłonecznienie - h
czyli średnia liczba godzin z bezpośrednią operacją słońca w ciągu roku. W Polsce możemy liczyć na usłonecznienie w przedziale od 1390 do 1900 godzin, w zależności od regionu. Średnio przyjmuje się wartość około 1600 godzin.