Para poder definir la radiación global hay que conocer previamente, cada una de sus componentes:

- Radiación Directa (B)
- Radiación Difusa (D)
- Radiación Albedo (R)

A la suma de estas tres componentes se le llama Radiación Global (G).

Para realizar el procedimiento de cálculo de la radiación sobre la superficie inclinada cada día del mes en estudio, se calculan los siguientes parámetros:

Declinación solar en radianes; siendo d, el día central de cada mes:



Distancia sol – tierra:



Ángulo de puesta de sol en radianes:




HIRRADIACIÓN EXTRATERRESTRE SOBRE UNA SUPERFICIE HORIZONTAL:
Para calcular las distintas componentes de la radiación solar es necesario conocer la irradiación sobre superficie horizontal extraterrestre.

La irradiación a lo largo de un día se expresa como:

Donde B₀ = 1367 W/m² es una constantete solar.


RADIACIÓN GLOBAL HORIZONTAL:
La determinación de la radiación global se aborda a partir del cálculo de la radiación horizontal directa y difusa, tomando los datos de partida G_dm(0), el índice de claridad (K_T) y la fracción difusa (K_D).

Se define el índice de claridad (K_T) como la relación entre la radiación global y la radiación extraterrestre:


Por otra parte Page propuso, para valores diarios medios mensuales la relación entre la fracción difusa de la radiación sobre superficie inclinada y el índice de claridad:


La correlación entre la irradiancia horizontal (G_d(0)) y la fracción difusa (K_d(0)), se expresa:



IRRADIANCIA HORARIA A PARTIR DE LA RADIACIÓN DIARIA:
A partir de los valores diarios medios de radiación directa y difusa, se pueden obtener valores horarios medios de radiación directa y difusa, gracias a unos factores de conversión puestos de manifiesto por Lui y Jordan.

Estos factores se expresan de la siguiente forma:


 Siendo T la longitud del día, y dado que los datos son tomados en intervalos de diez minutos, T =144)

Los motivos por los que se ha elegido una escala temporal de diez minutos son que dicha escala genera un buen compromiso entre resolución y tiempo de cálculo y que coincide con el período de almacenamiento recomendado por el JRC de los parámetros registrados en la monitorización analítica de los SFCR.

A su vez las componentes de la radiación global y difusa se expresan:




RADIACIÓN SOBRE SUPERFICIE ARBRITARIAMENTE ORIENTADA:
Dado que la mayoría de los receptores solares trabajan con cierta inclinación, es necesario abordar los cálculos de las diferentes componentes de la irradiación horaria sobre superficie inclinada.

Conociendo las componentes de la radiación solar sobre superficie horizontal, se pueden calcular las componentes de la radiación sobre superficie inclinada. Para ello se ha de tratar por separado cada una de sus componentes, la irradiancia Directa B(b,a), la Difusa D(b,a) y la de Albedo R(b,a). A partir de estas componentes sólo hay que sumarlas para obtener la irradiancia global G(b,a).

La irradiancia directa se calcula a partir de la irradiancia directa sobre superficie horizontal.

siendo: : la distancia cenital o ángulo formado por la normal a la superficie y el radiovector Sol – Tierra en ese punto (radianes) y : el ángulo de incidencia solar o ángulo normal a la superficie y el radiovector Sol – Tierra en ese punto (radianes).

La irradiancia difusa sobre superficie inclinada está relacionada con la distribución de la radiancia sobre la esfera celeste. Otros factores que influyen son la latitud del lugar (f), los ángulos de acimut (a) e inclinación de la superficie, así como la existencia de nubes en el cielo. Este tipo de radiación es muy variable por lo que para su cálculo exacto sobre superficie inclinada, es necesario el conocimiento previo de la distribución de la irradiancia del cielo.

El modelo utilizado para aproximar el cálculo es el siguiente:


La irradiancia de Albedo, tiene una contribución muy pequeña y se puede calcular por la fórmula:
considerando la reflectividad del suelo es r = 0,2


Apartir de estas tres componentes la radiación global se define como:



EFECTOS DEL ANGULO DE INCIDENCIA:
La transmitancia de los materiales depende del ángulo de incidencia de la radiación, por lo que la eficiencia de éstos se ve afectada por la posición relativa de su superficie con respecto del Sol. A cada ángulo de incidencia se asocia una cierta pérdida por reflexión.

También, la suciedad y la baja eficiencia de los módulos con bajas irradiancias son causas de la reducción de la irradiancia directa y difusa que incide sobre el módulo fotovoltaico, debido a las pérdidas por Fresnel.

Esta reducción viene cuantificado por el factor de transmitancia definido:


Y el coeficiente de anisotropía que se define como:


Así las componentes de la radiación se ven modificadas de la manera siguiente:




Para finalizar decir que el valor 0,856 cuantifica las pérdidas por suciedad y baja eficiencia en la irradiancia difusa y de albedo.