يعرف الإشعاع الشمسي بأنه الطاقة القادمة من الشمس . إذ أن مقدار الطاقة الواصلة إلى الأرض من الشمس هي ¹⁴ 10 × 1.7   كيلو واط أي ما يقارب ¹⁸  10× 1.5 كيلو واط لكل سنة وهو اكبر بـ28000 مرة من الطاقة العالمية المستهلكة سنوياً  . إن الطول الموجي للإشعاع الشمسي في الجو هو بين ( 0.2 – 50 ) مايكروميتر وينخفض هذا المدى إلى ( 0.3 – 3 ) مايكروميتر عند وصوله إلى سطح الأرض نتيجة لامتصاص جزء من هذا الإشعاع من قبل مكونات الجو المختلفة مثل الأوزون والاوكسجين وثاني اوكسيد الكاربون والبخار والغيوم , يسمى الاشعاع الشمسي الواصل إلى الأرض بدون أمتصاص أو استطارة بالأشعاع المباشر (Direct Radiation ) أما الأشعاع الواصل  إلى الأرض بطريق الانتشار فيسمى بالأشعاع النافذ (Diffuse Radiation) ومجموع هذين الاشعاعين يسمى بالأشعاع الكروي أو الأشعاع الشامل (Global Radiation) . ان نسبة الشعاع المباشر في الشعاع الكروي واطئة في الأيام الغائمة والعكس في الأيام المشمسه . الشكل (1-7) يبين الطيف الشمسي القياسي في حين يبين الشكل (1-8) الطيف الشمسي عندما تكون الشمس بزاوية ذروة مقدارها (48.19)⁵  إذ تقابل زاوية الذروة كتلة الهواء
(Air Mass) عندما تكون بمقدار (1.5) إذ تنتج عندما تكون النسبة بين حزمة الإشعاع الشمسي المباشر خلال طول مسارة خلال الجو عند الشمس بزاوية ذروة (48.19)⁵ إلى طول المسار عند الشمس بموقع أفقي , تبلغ كتلة الهواء  عندما تكون الشمس عمودية ( فوق الرأس ) (over head) أي بذروتها , وتؤدي زيادة كتلة الهواء إلى إطاله مسار الإشعاع المباشر في الجو ومن ثم استطارة وامتصاص عالٍ للإشعاع المباشر مع خفض النسبة المئوية للإشعاع المباشر الكلي⁽¹⁾ .

هنالك جزء قليل فقط من إشعاع المنطقة فوق البنفسجية في الطيف الشمسي وبحدود ( 3.5 – 8 )% , تتغير هذه النسبة بتغير موقع وحالة الجو  إذ تزداد النسبة المئوية لإشعاع المنطقة فوق البنفسجية من الإشعاع الكلي بمقدار 2% في الأيام الغائمة عنها في الأيام المشمسة , إن نسبة إشعاع المنطقة فوق البنفسجية الموجودة في الإشعاع الكروي  ( المباشر + النافذ ) تزداد عندما تقل نفاذية الجو بسبب الغيوم والغبار . يبين الشكل           

 (1-9) نوعين من الطيف هما طيف الإشعاع المباشر (UV_D) وطيف الإشعاع الكروي (UV_G)  اذ يظهران بحدود (300-400) نانوميتر ويبين هذا المدى الطاقة المتوافرة في الشمس لإجراء  التفاعلات الضوئية المحفزة باستخدام TiO₂ أو ZnO وبوجود الأشعة فوق البنفسجية وعند طول موجي 387 نانوميتر⁽¹⁾ . تتغير قيمة الأشعة فوق البنفسجية الموجودة في الإشعاع الشمسي بتغير الموقع وباختلاف فصول السنة والساعة خلال اليوم الواحد .

توجد أنواع مختلفة من الأجهزة لتجميع الإشعاع الشمسي تصنف بالاعتماد على مستوى التركيز المراد بلوغة , ويمكن تعريف نسبة التركيز
(Concentration Ratio) بأنها النسبة بين فتحة نظام التجميع إلى المساحة الممتصة  إذ تمثل فتحة نظام التجميع المساحة التي تتعرض للإشعاع في حين تبين المساحة الممتصة الإشعاع المركز الواصل وتعتمد نسبة التركيز بصورة رئيسة على نوع نظام العمل ولذا توجد ثلاثة أنواع من أنظمة تجميع الإشعاع الشمسي⁽¹⁾ هي :

1.إلا تركيزية أو ذات الدرجات الحرارية الواطئة أعلى من 150م⁵ .

2.المتوسطة التركيز أو متوسطة درجات الحرارة من (150-400)م⁵ .

3.العالية التركيز أو ذات الدرجات الحرارية العالية فوق 400م⁵ .

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1 - R. Hulstrom, R. Bird , C. Riordan , Solar Cells , 15, 391 ( 1985 ).