Baseado na equação da posição do sol no céu durante todo o ano, a quantidade máxima de insolação solar numa superfície com um determinado ângulo de inclinação pode ser calculada em função da latitude e do dia do ano. Estes cálculos são também essenciais na utilização de dados experimentais de gravadores de horas de sol. As animações seguintes calculam a irradiação solar diária, a insolação solar e o número de horas durante o dia que o sol está a brilhar. Não incluem os efeitos climáticos locais e, portanto, estes gráficos teóricos não são utilizados no dimensionamento do sistema ou na previsão do funcionamento. Uma descrição de cada gráfico é dada na legenda em baixo.
O gráfico mostra a intensidade da radiação directa em W/m² ao longo do dia. É a quantidade de energia que seria recebida por um concentrador de rastreio na ausência de nuvem. A hora é a hora solar local. Defina a latitude para a sua localização e depois ajuste o cursor do dia para ver a quantidade de radiação que existe para cada dia do ano. Clique no gráfico para os dados numéricos
A insolação solar média diária em função da latitude. As três curvas são a insolação solar incidente, a insolação solar horizontal e a insolação solar sobre uma superfície titulada como definido na página Módulo Inclinação. A insolação diária é numericamente igual ao número de horas de sol num dia. Assume-se que o módulo está virado para o equador de modo a estar virado para o Sul no hemisfério Norte no hemisfério Norte no hemisfério Sul. Como a latitude é ajustada através do zero, atravessando o equador, o módulo está virado na direcção oposta. o gráfico muda subitamente no equador, uma vez que o módulo está agora virado na direcção oposta. Clique no gráfico para obter dados numéricos
O número de horas que o sol brilha todos os dias, isto é, o número de horas entre o nascer e o pôr-do-sol de cada dia. Em latitudes superiores a 67°, o sol brilha durante 24 horas durante parte do ano. Surpreendentemente, quando a média ao longo do ano, o sol brilha uma média de 12 horas por dia em todo o mundo. Nas latitudes do norte, a intensidade média é inferior à das latitudes do sul. Clique no gráfico para obter dados numéricos
As equações para gerar as parcelas acima são dadas abaixo. Estas equações são calculadas em tempo solar, e não em tempo local. A correcção entre a hora solar local e a hora local é dada na página A Posição do Sol.
O número de horas de sol é simplesmente o tempo entre o nascer do sol:
e o pôr do sol:
O componente directo da radiação solar é determinado a partir da massa de ar: