Energija sončnega sevanja, ki se na naše Zemljino površje prenaša preko elektro magnetnega sevanja, je starodaven in edini način prenosa energije na Zemljino površje. Gostota energijskega toka na vrhu atmosfere je v povprečju 1367 W/m 2 , kar imenujemo solarna konstanta. Na poti sevanja proti Zemljinemu površju se del sončnega sevanja absorbira, del se odbije nazaj v vesolje, del pa prepusti kot direktno ali razpršeno (difuzno) sevanje. Direktno sevanje je za nekaj razredov intenzivnejše od difuznega v jasnem vremenu, medtem ko je v oblačnem vremenu pomembnejše difuzno sevanje. Zaradi izgub sevanja na poti do površja na Zemljino površje pade povprečno 1000 W/m 2 .

Na Zemljino površino dospe v glavnem le sevanje kratkih valovnih dolţin (sevanje z valovno dolţino pod 3 mikrometre). Največji del energije sončnega sevanja, ki pade na vrh zemeljske atmosfere, je v pasu vidnega (400–750 nm) in infrardečega (750–24.000 nm) spektra. Pribliţno 7 % celotne energije prispeva ultravijolični del spektra (200–400 nm), preostalega sevanja pa je manj kot 1 % celotne energije. Pri prehodu skozi atmosfero se spekter sončnega sevanja spremeni, absorbira se večino UV sevanja in del infrardečega.

Osončenost lahko podamo z energijo globalnega sevanja ali s trajanjem sončevega obsevanja. Globalno sončno sevanje predstavlja trenutno sevanje sonca, ki ga sprejme opazovana ploskev in vsebuje direktno, difuzno, odbito in obsončno sevanje. Gostoto energijskega toka izraţamo v enotah W/m 2 . Energijo sončnega sevanja merimo z radiometri, ki merijo razliko temperatur med obsevanimi črnimi in belimi telesi in izračunajo prejeti energijski tok.

Za izračun osončenosti in pregled lokacije za izkoriščanje sončne energije je najpomembnejši podatek trajanje in gostota sončnega sevanja na izbrani lokaciji. Sončno obsevanje v jasnem dnevu ustreza moči 1 kW/m 2 ob predpostavki, da obsevana površina leţi pravokotno glede na valovanje sončne svetlobe. Vendar obsevanje niha od povprečja 1 kW/m 2 v severnoevropskih drţavah do 2,5 kW/m 2 v subtropskih drţavah. V Sloveniji je povprečno obsevanje pribliţno 1,1 kW/m 2 (Kajfeţ – Bogataj s sod., 1999). Količina prejete energije na enoto površine je v veliki meri odvisna od vpadnega kota sončnih ţarkov (največ energije prejme ploskev, ki je pravokotno postavljena glede na valovanje sončne svetlobe). Vpadni kot sončnih ţarkov je odvisen od poloţaja Zemlje glede na Sonce, geografske lege določene lokacije ter ekspozicije površja (Šrot, 2007). Zemlja pri svojem gibanju okoli Sonca zariše linijo elipse. Ravnina našega planeta (ravnina, ki gre skozi točki severnega in juţnega tečaja) je nagnjena za pribliţno 23,5°. Zaradi tega kota variira višina Sonca na horizontu tekom leta. Pot Sonca pa opišemo z diagramom sončne poti oziroma z opisom medsebojne lege Zemlje in Sonca, pri čemer upoštevamo deklinacijo, višino in azimut Sonca.

Glede na Zemljino deklinacijo in njeno gibanje na poti okoli Sonca je količina sprejemanja sončnega sevanja (energije) odvisna od našega poloţaja na zemeljskem površju. Ob istem času namreč vpada sončno sevanje na različnih točkah našega planeta pod različnim kotom. Karakteristični datumi, ki predstavljajo lego Zemlje glede na Sonce, so jesenski in pomladni ekvinocij (21.9. in 21.3.) ter poletni in zimski solsticij (21.6. in 21.12.). Ob ekvinociju je lega Zemlje glede na Sonce takšna, da sončni ţarki padajo na ekvator pravokotno, ob solsticijih pa se to zgodi na povratnikih. Takrat, ko je na severnem povratniku vpadni kot 90° (poletni solsticij), je na geografski širini 46° SGŠ (Slovenija) vpadni kot ţarkov le 67,5°, kar je maksimalni vpadni kot na tej širini. Ob zimskem solsticiju je na tej geografski širini vpadni kot ţarkov le 21,5 °. Z letnim časom in geografsko širino je na neki poziciji na Zemlji določen maksimalen moţen čas sončnega obsevanja, ki je realno skrajšan zaradi oblačnih dni in zaradi ovir v okolici. Ob predpostavki jasnega dneva in brez ovir v okolici velja, da sončno sevanje na 46° SGŠ traja okoli 12 ur v poletnih mesecih in le 6 ur v zimskih mesecih

Poleg ţe omenjenih dejavnikov vplivajo na količino prejete sončne energije tudi ekspozicija in relief površja. Severne lege na severni polobli prejmejo mnogo manj energije kot juţne, medtem ko se količina prejete energije glede na usmerjenost lege proti vzhodu ali zahodu ne razlikuje. Na količino prejete energije poleg ekspozicije vpliva tudi naklon površine tal, saj je pri nagnjenih terenih vpadni kot sončnih ţarkov drugačen kot na vodoravnih površinah. Če je vpadni kot sončnih ţarkov na horizontalno površino 60° in če je površje nagnjeno za 30°, bo dejanski vpadni kot sončnih ţarkov 90° in ta površina bo prejela bistveno več energije kot vodoravna. Relief površine vpliva na količino prejete energije določene točke na Zemljinem površju preko vpliva senčenja, saj višji deli površja lahko osenčijo niţje predele

 

Na intenzivnost sončnega obsevanja vpliva tudi podnebje in le dobro poznavanje le-tega na posamezni lokaciji lahko pripelje do smotrnega načrtovanja izrabe sončne in vetrne energije. Pri izrabi sončne energije nas v zvezi z vremenom zanima predvsem število jasnih dni v določenem časovnem obdobju (običajno 1 leta) in število dni brez megle.