Energiepotential der Solarstrahlung

Von der Energie der Solarkonstante erreichen etwa 0,5-1 kW/m² die Erdoberfläche. Dieser Wert wird stark beeinflußt von dem Grad der Bewölkung, der Höhenlage über Meeresspiegel und dem Sonnenstand (Jahreszeit, Tageszeit, geographische Breite). Während die eingestrahlte Energie am Äquator relativ konstant bleibt, wird sie mit zunehmender geographischer Breite jahreszeitenabhängiger, kann jedoch auch aufgrund der längeren Tage in den Sommermonaten höhere Tageswerte als am Äquator erreichen.

In Deutschland beträgt die Einstrahlung über alle Tages- und Jahreszeiten hinweg ca. 1000 kWh/m² pro Jahr. Die Einstrahlung im Sommer beträgt etwa das fünffache der Einstrahlung im Winter. Die durchschnittlichen Sonnenstunden pro Jahr (Stunden direkter Sonnenstrahlung mit mindestens 0,2 kW/m²) betragen in Deutschland etwa 1.300-1.900 h. Die unteren Werte sind zumeist in Mitteldeutschland (Nordrhein-Westfalen, Nordhessen, Südthüringen, Südsachsen) zu erwarten, hohe Werte in Norddeutschland und die höchsten Werte in Süddeutschland.
Von der eingestrahlten Sonnenenergie erreicht ein Anteil direkter Strahlung sowie ein Anteil reflektierter (diffuser) Strahlung die Erdoberfläche. Diese Summe wird als Globalstrahlung bezeichnet und macht ca. 50 % der eingestrahlten Energie aus. Die Differenz besteht aus Reflexion an Wolken, Luft und Oberflächen (ca. 30 %) sowie Absorption von Wolken, Staub, Ozon etc. (ca. 20 %). Der Anteil der diffusen Strahlung an der Globalstrahlung beträgt in Deutschland ca. 60-70 %. Sie ist zwar energieärmer, kann jedoch von photovoltaischen Systemen ebenfalls genutzt werden.