La radiazione solare al suolo

L'energia irradiata dal sole scaturisce dalla fusione nucleare dell'idrogeno in elio. Dalla trasformazione deriva la produzione di calore dispersa nello spazio per irraggiamento e decresce geometricamente con la distanza. Nell'atmosfera terrestre la potenza dei raggi solare giunge circa a 1367 W/m² (costante solare). Questo dato è da intendersi come dato medio e può variare del +/-3% per effetto della distanza variabile tra il Sole e la Terra nel corso dell'anno. Considerando l'intera superficie sferica del pianeta, l'energia luminosa arriva sulla Terra con una potenza complessiva di 174 milioni di gigawatt. L'energia al livello del suolo è minore rispetto alla costante solare a causa dei fenomeni atmosferici di assorbimento e diffusione. Circa il 55% dell'energia viene assorbita o riflessa dalle nubi e dall'aria. La stratosfera assorbe i raggi ultravioletti grazie all'ozono (assorbe 200-300 nm), la troposfera riflette, assorbe e diffonde l'infrarosso grazie al vapore acqueo e alla CO2. Dalla superficie superiore dell'atmosfera al suolo la potenza dell'energia solare in arrivo sul pianeta si riduce a 78 milioni di gigawatt. Il valore di massima radiazione "orizzontale" (ossia misurata sul piano) al suolo viene normalmente assunto pari a 1000 W/m². In Italia la potenza specifica solare oscilla mediamente da 900 a 1100 W/m². La radiazione solare può essere facilmente misurata mediante uno specifico strumento detto piranometro o solarimetro.