Radiación solar fuera de la atmósfera terrestre

La radiación solar fuera de la atmósfera de la Tierra se calcula utilizando la densidad radiante de energía (H_sun) en la superficie del Sol (5.961 x 10⁷ W/m²), el radio del Sol (R_sun), y la distancia entre la Tierra y el sol. La radiancia solar calculada en la atmósfera de la Tierra es de aproximadamente 1.36 kW/m². Las constantes geométricas utilizadas en el cálculo de la radiación solar incidente en la Tierra se muestran

Constantes geométricas para calcular la radiación solar de la Tierra. No es necesario el diámetro de la Tierra, pero se incluye por completitud.

La densidad de potencia varía ligeramente por los cambios de distancia Tierra-Sol durante la órbita elíptica de la Tierra alrededor del Sol, y porque la potencia emitida del Sol no es constante. La variación de potencia debido a la órbita elíptica es alrededor de un 3,4%, con la mayor radiación solar en enero y la menor radiancia solar en julio. Una ecuación [1], que describe la variación durante todo el año a las afueras de la atmósfera de la Tierra es:

dónde:
H es la densidad de energía radiante fuera de la atmósfera de la Tierra (en W/m²);
H_constant es el valor de la constante solar, 1.353 kW/m²; and
n es el día del año.

Estas variaciones suelen ser pequeñas y para aplicaciones fotovoltaicas la radiancia solar puede considerarse como constante. El valor de la constante solar y su espectro se han definido como un valor estándar llamado masa de aire cero (AM0) y toma un valor de 1.353 kW/m². La radiancia espectral se da en el Apéndice.