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A taxa de energia emitida pelo sol é da ordem de 3,86 x 1026 W e a temperatura efetiva em sua superfície na ordem de 5778 K (5505 °C). A energia proveniente do sol é
15 aproximadamente constante há bilhões de anos, representando não apenas uma fonte renovável de geração de energia elétrica, como também inesgotável, o que a torna uma alternativa certamente promissora para o futuro do planeta (PEREIRA et al., 2017).
Diferentes fatores astronômicos, no entanto, vão influenciar o modo como o recurso energético se dispõe em cada região, fazendo com que algumas áreas sejam mais propícias para o processo de captação de energia.
O Atlas Brasileiro de Energia Solar 2ª edição, (2014) explica que a disponibilidade do recurso energético solar e sua variabilidade espacial e temporal estão intrinsecamente relacionadas a conceitos astronômicos. O primeiro dos fatores a serem considerados é a posição relativa entre o Sol e a Terra. A Terra orbita o Sol a uma distância média de cerca de 150 milhões de quilômetros, completando um ciclo a cada 365,25 dias solares. Ao longo desse período, a distância varia entre 1,47x108 km e 1,52x108 km e, como resultado, o fluxo de radiação solar (irradiância solar) oscila entre 1.325 W/m² e 1.412W/m². O valor médio da irradiância solar igual a 1.366 W/m² é definido como a constante solar. (ATLAS BRASILEIRO ENERGIA SOLAR 2ª Ed., p. 15, 2014 apud NREL 2020).
A energia irradiada pelo sol abrange uma ampla faixa do espectro eletromagnético, de acordo com o comprimento e a frequência das ondas que chegam ao Sistema Terra/Atmosfera. Cerca de 81% dessa energia está em uma faixa que vai do comprimento de onda do visível até o infravermelho próximo, e é o que alimenta todos os processos térmicos, químicos e dinâmicos, sendo eles naturais, como a fotossíntese, o ciclo hidrológico e a dinâmica da atmosfera e dos oceanos, ou desenvolvidos com conhecimento científico e tecnológico pelo homem (PEREIRA et al., 2017).
A radiação solar que chega à superfície terrestre pode ser absorvida pelos gases, espalhada pelos gases e aerossóis, refletida pelas nuvens e pela superfície da terra ou absorvida na superfície da terra. A radiação global na superfície terrestre é a soma da radiação direta, que chega diretamente do sol, sem ser refletida ou absorvida pela atmosfera, e a radiação difusa, que resulta da reflexão da atmosfera até o local considerado.
Para a geração de energia solar fotovoltaica deve-se considerar a componente direta e difusa da radiação incidente sobre a superfície receptora. Estando a superfície receptora inclinada em relação a horizontal, têm-se ainda uma terceira componente, que é refletida pelo ambiente ao entorno (solo, vegetação, obstáculos, etc.) (PINHO; GALDINO, 2014, p. 77).
A energia solar que chega perpendicular à superfície é muito mais intensa do que a energia que chega em um ângulo qualquer, além disso, quanto maior o ângulo, maior a camada de atmosfera que o raio precisa transpassar, havendo maior atenuação. Portanto, as condições meteorológicas, a camada de ar e o ângulo zenital da distância Terra-Sol influenciarão no potencial solar de cada região (PEREIRA et al., 2017).