太阳在地平坐标系中的位置太阳天顶角zs和太阳高度角s是互补角。在给定地理位置和给定时间条件下，它们可由式（1）计算。coszssinsin+coscoscossins（1）其中：是太阳时角，是观测点的纬度（北半球为正，南半球为负），是赤维度。

　　对应的太阳方位角s可由式（2）计算。coss（sinssin-sin）cosscos（2）式（1）和（2）中的赤维度可由式（3）确定。23.45sin360（dn+284）365（3）其中：dn代表从1月1日起的第dn天，1dn365.阳时角可由式（4）确定。15（12-Hs）（4）其中：Hs是太阳时，它的计算可以参考文献<3，5>.

　　太阳辐射通量密度计算辐射通量密度是单位时间内单位面积上以辐射方式发送、传递或接受的能量。地面上观测点上，垂直于光线的平面上的太阳辐射通量密度G可由式（5）计算<2，3>。

　　GB000.7AM0.678（5）其中，B0代表太阳常数，这里取1353W/m2，AM代表大气质量，0代表地球轨道偏心。大气质量AM和地球轨道偏心0分别由式（6）和（7）计算。AM1coszs（6）01+0.033cos360dn365（7）其中，zs是太阳天顶角，dn代表从1月1日起的第dn天，1dn365.

　　对于给定的太阳能接收平面，入射的太阳光线可分解为垂直分量和水平分量两部分，其中只有垂直分量的辐射可以被有效吸收，而水平分量对于获取太阳能量毫无价值。垂直分量可以通过指向太阳的太阳位置向量（由太阳方位角s和太阳高度角s确定）和接收平面外法线夹角确定，这个角称为入射角%.任意接受平面的太阳辐射通量密度Gp可由式（8）计算<3>。GpGcos%（8）其中：G是垂直于光线的平面上的太阳辐射通量密度。