A energia do sol está disponível quase sempre e em toda parte. Por milhares de anos, usamos sua radiação para gerar calor ou indiretamente para usar energia eólica ou hídrica. É a fonte de luz do dia e, portanto, a força motriz para a produção de biomassa. Hoje, físicos, engenheiros e muitos outros pesquisadores estão trabalhando para usar a energia da radiação solar diretamente para gerar eletricidade ou, por meio de processos biotecnológicos, fornecer combustível.
O que nos vem do céu? A média sazonal da radiação do sol chega à nossa atmosfera, medida perpendicularmente à linha direta sol – terra, com uma intensidade de 1361 watts por metro quadrado. Em uma média global, no entanto, a densidade do fluxo de energia solar na borda superior da atmosfera é de apenas cerca de 340 watts por metro quadrado.
A radiação do sol é atenuada na atmosfera por absorção, reflexão e espalhamento e atinge o solo como radiação direta ou indiretamente por espalhamento por moléculas de ar, aerossóis ou nuvens. Esta última é percebida como luz difusa que, ao contrário da radiação direta, não projeta sombras. A radiação direta equivale a cerca de cinquenta por cento da radiação total em média anual. A soma da radiação direta e indireta é chamada de radiação global. Quando o céu está claro, a radiação global consiste predominantemente em radiação direta, quando o céu está nublado, consiste quase exclusivamente em radiação difusa. Em média ao longo do ano na Alemanha, ambas as proporções são aproximadamente as mesmas.