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L’énergie solaire reçu par la terre est de 1,75.1017 joules par seconde ou encore 1,5.1018 kWh par an. La consommation mondiale d’énergie en l’an 2000 est de 10 Gtep ou 1.1014 kWh (1 Tep = 11 620 kWh), soit 15 000 fois moins que l’énergie solaire reçu par la terre hors atmosphère en un an (et 10 000 fois que celle reçue au sol).

L’irradiance solaire moyenne hors atmosphère est 1 367 W/m2. En tenant compte de l’alternance jour nuit, de la latitude, de l’altitude et des conditions climatiques, l’irradiance solaire varie de zéro à environ 1000 W/m2 au niveau du sol. En moyenne sur l’année, l’irradiance sur terre est de 188 W/m2 (1 650 kWh/m² par an) et elle varie de 85 à 290 W/m2 (750 à 2550 kWh/m2 par an). Energie incidente à la surface de la terre en kWh/m² par an :
(source : Gregor Czisch, ISET, Kassel, Germany)

Sous les latitudes moyennes telles que celle de la France, l’énergie incidente est d'environ 1 000 kWh/m² par an sur un plan horizontal. L’énergie lumineuse reçue sur la surface de la France (550 000 km²) par an correspond à 200 fois sa consommation annuelle en énergie (250 Mtep). La surface des bâtiments en France (10 600 km², source IFEN) reçoit 4 fois en énergie lumineuse l’équivalent du besoin en énergie de la France. Il y a donc un potentiel énorme même s’il serait inconcevable de recouvrir tous les toits de la France de capteurs solaires.L’énergie solaire est la seule énergie renouvelable dont le potentiel pourrait, sur la base d’un calcul théorique, couvrir tous les besoins énergétiques de la planète. L’énergie solaire est considérée comme inépuisable (encore 5 milliards d’année), elle n’a que peu d’impacts négatifs sur l’environnement et elle est disponible partout sur la terre. Le potentiel énergétique moyen récupérable est en général bien connu en tout point de la surface du globe et en fonction de l’époque de l’année.
La disponibilité de l’énergie solaire est variable dans le temps, c’est une énergie