1 太阳能简介
太阳能一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应，不停地释放出巨大的能量，并不断向宇宙空间辐射能量，这种能量就是太阳能。太阳内部的这种核聚变反应可以维持几十亿至上百亿年的时间。太阳向宇宙空间发射的辐射功率为380000000000000000000000kW的辐射值，其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能，30%被大气层反射，23%被大气层吸收，其余的到达地球表面，其功率为800000亿kW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时期就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火；利用太阳能来干燥农副产品。发展到现代，太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源利用方式。
使用太阳电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能，使用太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电，利用太阳能进行海水淡化。现在，太阳能的利用还不很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。
原理
太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367kw/㎡。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为020kw/㎡，相当于有102000TW 的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外）虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。
尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。
分类
太阳能光伏
光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。 光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。
太阳热能
现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。
1、正午太阳高度（A、纬度因素：低纬度地区天文辐射的季节变化明显小于高纬度地区，而全年天文辐射总量是低纬度地区大于高纬度地区。B、季节因素：天文辐射的纬度变化梯度，无论在南半球还是在北半球都是冬季大于夏季。在春分日和秋分日，太阳直射赤道，使赤道上的天文辐射最大，向两极天文辐射减少，到北极点和南极点为0。在夏至日，太阳直射北回归线，北半球白昼时间加长，且纬度越高白昼越长，到北极圈以北出现极昼。北极及高纬地区太阳辐射虽低，但由于日照时间长，接受的天文辐射最大。然而，即使如此，北极地区也仅比赤道多接受约10的七次方的天文辐射。从北回归线向南，天文辐射逐渐减少，到南极圈以南，出现极夜，天文辐射为0。在冬至日，太阳直射南回归线，南半球白昼时间加长，且纬度越高白昼越长，到南极圈以南出现极昼。南极及高纬地区接受的天文辐射最大，且其范围大于夏至日的北极及高纬地区，因为这段时间地球位于近日点附近。从南回归线向北，天文辐射逐渐减少，到北极圈以北，出现极夜，天文辐射为0。这段话表明，天文辐射不但随纬度的变化而变化，还随季节的变化而变化。 ）
2、下垫面因素；
3、大气透明度：（A、气象因素 B、地势因素；如四川盆地的成都与青藏高原的拉萨的差异）
太阳辐射强度
指垂直于太阳直射光线的每平方厘米黑色表面上在一分钟内吸收全部投射于其上的太阳辐射能后所获得的热量（以卡为单位）。它表示太阳辐射能量的大小。
影响太阳辐射强度最主要的因素是日地距离、太阳高度角和大气透明度。实际观测结果证明，冬季辐射强度大于夏季；中午辐射强度大于早晚；澄朗天空辐射强度大于混浊天空。同样道理，海拔高的地区太阳辐射强度也总是比较大的。
地面对太阳辐射的反射与许多因素有关。
首先是地面对太阳辐射的接收程度，纬度（正午太阳高度）、昼长、海拔高度、天气状况、地面状况等，总体上看低纬度获得太阳辐射强，昼长越长则获得的太阳辐射越强，海拔高度越高，大气消弱作用越小，获得太阳辐射越强，晴天云层反射作用小，获得太阳辐射强。
在明确了接收辐射后，反射主要与地面状况有关，主要看植被覆盖海陆状况土质等因素，因为这些都决定着反射率的大小。当然，大气中的成分对反射有相当大的关系，比如温室气体，如二氧化碳、甲烷等等，都会影响太阳辐射的反射，影响地球的气候。
影响太阳辐射的因素主要有：1）纬度高低：纬度越低,太阳辐射越强2）天气状况：我国东部地区阴天多,太阳辐射少；西北地区深居内陆,降水少,多晴天,太阳辐射多3）海拔高低：海拔高,空气稀薄,大气透明度好,太阳辐大
主要原因：
太阳高度角愈大，等量的太阳辐射散布的面积愈小，光热集中，地表单位面积上获得的太阳辐射能量愈多，太阳辐射强度就愈大；太阳高度角愈小，太阳强度也愈小。(成正比关系)
太阳高度角愈大，太阳辐射经过大气的路程愈短，被大气削弱的愈小，到达地面的太阳辐射就愈多；反之愈少。(成反比关系)
次要原因：
天气状况、空气质量、地区因素等等
影响太阳辐射的因素主要是大气对太阳的削弱作用，（削弱作用具体是有散射、吸收、反射等）看一个地方太阳辐射总量理论上应从三个方面来探讨。1、海拔高度：海拔高大气对其的散射、吸收、反射作用都小，到达地面的能量总量多。2、气候因素（或者海陆位置）：我国的东南部属于亚热带季风气候，降水多，云层厚，对太阳辐射的削弱作用大，故获得的太阳辐射量少，特别是四川盆地，四面环山，水蒸气不流通当地又湿润。3、太阳高度（或纬度因素）：如果不考虑天气因素，理论上纬度越低地球表面单位时间单位面积获得的能量就越多，因此太阳越高年太阳辐射总量就越多。
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