因为天气原因，到达地球表面的阳光和热量经常会受到影响。晴天，阳光明媚；阴雨天，可能就这有阳光，这样，地面接收的太阳能就会存在很大差别。另外，因为地球是一个球体，并且斜着身子公转，纬度不同，接收到的太阳辐射也不一样。低纬度地区的太阳辐射高于高纬度地区的太阳辐射。在赤道地区，太阳光几乎是垂直照射。而在南北两极地区，太阳光的照射是斜射，极地地区得到的热量非常少。
根据生活经验，我们都知道，光线斜射，照射的面积就大；光线直射，照射的面积就小。同一数量的光线，照射面积大，热量就分散；照射面积小，热量就集中。到达地表的全球年辐射总量的分布基本上呈带状分布。在赤道地区，由于多云，年辐射总量并不是最高的。在南北半球的副热带高压带，特别是在大陆荒漠地区，年辐射总量较大，非洲东北部达到最大值。
太阳是万物生长的根本。太阳的光和热哺育了地球上的万千生命，因此人们又把太阳称之为“地球的母亲”，用最美好的词语来赞颂太阳。太阳给地球带来了光明和温暖。植物生长需要利用太阳能、水和二氧化碳进行光合作用，但是植物利用太阳能比较少。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内储存下来。这部分能量为人类和动物界的生存提供了能源。煤炭、石油、天然气、油页岩等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，它们实质上是由古代生物储存下来的太阳能。
20世纪以来，由于社会经济的发展和人民生活水平的提高，对能源的需求量不断增长。化石能源资源的有限性以及他们在燃烧过程中对全球气候和环境所产生的影响日益被人们所关注。
从资源、环境、社会发展的需求看，开发和利用新能源和可再生能源是必然的趋势。太阳能是取之不尽的能源，也是最清洁的能源，我们应该充分利用太阳能，不能让宝贵的太阳能从我们的身边白白浪费掉。虽然目前人们对太阳能的利用取得一定成绩，但是从总体来看，我们对太阳能的利用不足全部太阳辐射的千分之一。
由此可见，利用太阳能的潜力非常巨大，我们不但可以利用太阳能发电，把水加热，取暖，还可以把太阳能应用到其他领域，让这种取之不尽、用之不竭的能源为人类造福。
太阳能的特点
对于新能源太阳能来说，它与石油、煤炭、天然气等化石能源及核能相比，具有明显的特点。
一、太阳能的优点
1.资源丰富
太阳能是人类可以利用的最丰富的能源。根据恒星演化的学说，太阳按照目前的功率辐射能量，这个时间差不多还可以持续100亿年。专家推断说，在过去漫长的几十亿年当中，太阳只消耗了它本身能量的2％，所以在今后数十亿年太阳也不会发生明显的变化，因此可以说太阳可以作为永久性的能源，取之不尽、用之不竭。它照射地面15分钟发送的能量就足够全世界使用一年，每年到达地球表面上的太阳辐射能大约相当于130万亿吨标煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。举个例子来说，假如把目前全世界人类每年所用的各种能源比作一颗手榴弹爆炸时所发出的能量的话，那么每年到达地球表面能供人类利用的太阳辐射能就相当于一颗氢弹爆炸时所发出的能量，差别很大。
2.清洁无污染
太阳能的开发利用不会污染环境，在太阳能使用时不会排放出任何对环境有不良影响的物质，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的，也是其他任何能源不可比拟的优点。
3.分布广泛
阳光普照大地，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都有明媚的阳光，而且不需要运输，获取方便。一般认为，处于南北纬50~60度以内的地区，年日照时间在1600~2400小时，具有丰富的太阳能可以利用，只要最初投一笔资金，造好太阳能利用装置，能量就会源源不断地自己送上门来。
二、太阳能的缺点
1.强度弱
虽然到达地球大气上界和到达地球表面的太阳能都十分巨大，但它的强度却并不高，太分散是这种能量的一个缺点，作为能源，它的密度太低了。平均来说，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均只有1000瓦左右；若按全年日夜平均，则只有200瓦左右。而在冬季也就只达到一半，阴天更只有五分之一左右，这样的能流密度是很低的。因此在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价昂贵。
2.不连续
太阳能的最大弱点还是它的不连续性。昼夜交替造成太阳辐射的间断。对于地球上的绝大部分地区，平均来说，全年中都有将近一半的时间处于黑暗之中；而在其余的一半时间内还要看天气的情况如何。阴雨天利用太阳能已经十分困难，而夜晚就根本无法利用太阳能了，这就严重地限制了太阳能的应用。
3.不确定
由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，到达某一地面的太阳辐照度既不连续又不稳定，这给太阳能的大规模开发利用增加了难度。
同一个地点在同一天内，日出和日落时的太阳辐射强度远远不如正午前后；而在同一个地点的不同季节里，夏季太阳辐射强度又远远高于冬季时。主要原因是由于太阳的高度角不同，因此对同一个水平面的入射角自然不同。太阳高度角越大或者说太阳辐射入射角越小，地面上同一水平面内所接收到的太阳能就越多；反之，当太阳高度角越小或者说太阳辐射入射角越大，地面上同一水平面内所接收到的太阳能就越少。大家在晾晒衣服时一定有过这样的经历：把要晾晒的衣服平面正对太阳辐射时干燥得最快，而侧对太阳辐射时就干燥得较缓慢。
要想使太阳能成为连续、稳定的能源，从而使之成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，就是说把晴朗白天的太阳辐射能尽量储存起来，这样在夜间或阴雨天就可以使用了，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。
4.成本高
目前太阳能利用的发展水平有些方面在理论上行得通，技术上也是成熟的，但有的太阳能利用装置因为造价较高、效率偏低，总的来说经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当长的一段时期内，太阳能利用的进一步发展主要受到经济成本的制约。
我国的太阳能资源
我国地域辽阔，太阳能资源丰富。我国西藏西部的太阳能资源丰富到可以在世界上排第二位，最高达2333千瓦·时／平方米，只是输给了撒哈拉大沙漠。根据各地接受太阳总辐射量的多少，可将全国划分为五类地区。
一类地区是我国太阳能资源最丰富的地区，包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。这些地区每年太阳辐射总量为6680~8400兆焦／平方米，相当于每天辐射量为5.1~6.4千瓦·时／平方米。尤以西藏西部最为丰富，最高达2333千瓦·时／平方米（每天辐射量为6.4千瓦·时／平方米）。
二类地区是我国太阳能资源较丰富地区，包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等。这些地区每年太阳辐射总量为5850~6680兆焦／平方米，相当于每天辐射量为4.5～5.1千瓦·时／平方米。
三类地区是我国太阳能资源中等类型地区，包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地。这些地区每年太阳辐射总量为5000~5850兆焦／平方米，相当于每天辐射量为3.8~4.5千瓦·时／平方米。
四类地区是我国太阳能资源比较缺乏的地区，包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏北部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。这些地区每年太阳辐射总量为4200~5000兆焦／平方米，相当于每天辐射量为3.2~3.8千瓦·时／平方米。
五类地区就是我国太阳能资源最少的地区，包括四川、贵州两省，这些地区每年太阳辐射总量为3350~4200兆焦／平方米，相当于每天辐射量仅有2.5~3.2千瓦·时／平方米。
从县级气象台站就可以取得太阳能辐射数据，也可以从国家气象局取得。从气象局取得的数据是水平面的辐射数据，包括水平面总辐射、水平面直接辐射和水平面散射辐射。
太阳能在我国分布是相当丰富的，绝大多数地区年平均每天的辐射量在4千瓦·时／平方米以上，西藏最高可有7千瓦·时／平方米。
太阳能应用的历史
四龙纹阳燧据史料记载，早在3000多年前人类就已经开始利用太阳能了。西周（公元前11世纪）时，我们的祖先就用凹面铜镜会聚阳光点燃艾绒取得火种，即“阳燧取火”技术，并设有专门掌管阳燧的官，这是人类应用太阳能的最早记载。2000多年前的战国时期，人们就知道利用太阳能来干燥农副产品。利用阳燧来聚集太阳光点火。我国考古发掘陆续出土的阳燧，说明我国利用太阳能的历史非常久远。浙江绍兴在1982年的一座战国墓葬中发掘出一面战国时期的四龙纹阳燧，1995年，在对一个西周墓进行抢救性发掘时又出土了一面西周阳燧。西周和战国阳燧的出土，表明我们的祖先在两三千年前就知道用太阳能，这是古代劳动人民智慧的结晶。
利用太阳能比较历史悠久的还有古希腊。据说在2200多年前，古罗马帝国派舰队攻打地中海西西里岛东部的锡腊库扎。当时希腊著名物理学家阿基米德也在岛上，当时他已经70多岁。大敌当前，阿基米德并没有惊慌失措，他发动全城的妇女拿着自己锃亮的铜镜来到海岸边。烈日当空，阿基米德举起一面镜子，让它反射的日光恰好射到敌舰的船帆上。妇女们按照阿基米德的要求，都把镜子的反射光投到了船帆上。没用多久，舰船起火，罗马军队大败而归。
用冰块可以取得太阳的能量吗？答案是肯定的，并且应用的历史还比较古老。我国晋代张华在其所著的《博物志》中，有“削冰成圆，举以向日，以艾承其影，则得火”的记载。但是，将太阳能作为一种能源和动力开始利用的却只有300多年的历史。沈括在《梦溪笔谈》中又进一步对阳燧的原理作了科学的论述：“阳燧面洼，向日照之，光皆向内，离镜一、二寸，光聚为一点，大如麻菽，着物即发火，此则腰鼓最细处也。”
人们把太阳能转化为机械能时已经是17世纪。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。这个发动机是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器，第一次实现了把太阳能转换为机械能。在1615~1900年，世界上又成功研制出多台太阳能动力装置和一些其他太阳能装置设备，只是这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光，发动机功率不大，实用价值不大，而且造价较高，大部分属于太阳能爱好者个人研究制造。1774年，在法国巴黎进行了用两块透镜聚焦阳光使金属融化的表演。
我们可能都知道焖炉烤鸭、挂炉烤鸭，但是未必知道太阳能烤鸭。在清代末期，曾有人自制太阳能灶，利用太阳能来烤炙鸭子。据清代徐珂《清稗类钞》记载，在19世纪末光绪年间，有一位名叫萧开泰的四川贡生，他是一位精“算学”通“光学”的才子。他在北京同文馆担任算学教习，正值甲午中日战争爆发。萧开泰曾向清政府建议建造一具厚一尺、方八尺的巨大“鉴镜”，利用“太阳真火”，“引日光以发火，则虽敌舰在三十里外，不难立成灰烬”。可是，萧开泰的建议不但没有被采纳，反而受到嘲讽。萧开泰“郁郁归蜀”，但他坚信太阳光是可以应用的，既然这项技术不能在军事防御上应用，他就把它应用在日常生活中。回到老家四川后，“于成都市上设肆卖烧鸭”。他自制“鉴镜”引火熏炙，这种太阳能烤鸭“其味甚佳，与火炉所烤者无异”。由于他使用不花钱的能源加工鸭子，因而“每值天晴，利市三倍”。
1854~1874年，世界上第一台太阳能蒸汽发动机问世。英国天文学家赫胥黎于1837年在去非洲好望角的探险途中，把一个黑箱子埋入沙土中，箱上用双层玻璃保温，使箱内温度达到116℃，他就用这种简易的太阳能装置烧饭。1872年，智利建成面积约4682平方米的太阳能蒸馏装置。1878年，在巴黎世界博览会上展出了轰动世界的太阳能印刷机。1883年，建成过一台几乎用手动跟踪全部采用太阳能采集阳光的太阳能发动机。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能的利用也不断得到发展。