Использование энергии солнца для получения тепла позволит экономить энергетические ресурсы и уменьшать тепловую нагрузку на дом благодаря уменьшению инсоляции на кровлю дома и отбора тепла на нужды хозяйства.
При передаче тепла от солнца потребителя энергия претерпевает значительные трансформации. Излучение электромагнитных волн солнцем осуществляется в диапазонах ультрафиолетовых волн - длина волны λ = 0,02 ... 0,4 мкм, световых волн - λ = 0,4 ... 0,8 мкм, инфракрасных волн λ = 0,8 ... 800 мкм. Излучение именно инфракрасных волн имеет наибольший эффект трансформации энергии волн в тепло. Твердые тела могут иметь спектр излучения по всему диапазону длин волн, а газы излучают только в определенных диапазонах. На излучения тел существенное влияние имеет температура, и при росте нагрева тела выше 650 ° С преимущественным путем теплообмена является тепловое излучение. Наиболее интенсивно данный вид теплопередачи проявляется в вакууме или в разреженных средах. Среды, через которые проходит лучевая энергия, по-разному поглощают и излучают энергию. Углекислый газ, пары воды и другие трехатомные газы пропускают излучение только в узком диапазоне длин волн, сухой воздух хорошо пропускает лучи, но при увеличении влажности воздуха возрастает его способность к поглощению. Избирательную проницаемость имеют разные материалы: оконное стекло проникнет для световых лучей, но почти непроницаемое для тепловых и ультрафиолетовых лучей, каменная соль непроницаема для ультрафиолета, но проницаема для инфракрасного излучения и т.п.. Немецкий физик Г. Кирхгоф установил закономерность: в условиях термодинамического равновесия отношение способности излучения к способности поглощения для всех тел одинаково и равно способности излучения абсолютно черного тела при той же температуре. Абсолютно черное тело - это мысленное тело, способное поглощать все лучи, на него попадают и излучать энергию во всем диапазоне длин волн с максимальной возможностью при данной температуре [13, 26, 28, 79, 87].
Суммарная энергия излучения, попадающего на тело, может полностью поглощаться данным телом, полностью отражаться или проходить сквозь тело без трансформации. В природе абсолютно белых или черных тел не существует, поэтому реально происходят все три процесса - поглощение, отражение и пропускание потока. Отношение отраженной энергии к суммарному потоку называется отражающей способностью тела R, отношение поглощенной энергии к суммарному потоку называют поглощающей способностью тела A, отношение пропущенной сквозь тело энергии к суммарному потоку называют пропускной способностью тела D. Под степенью черноты реального тела ε подразумевают отношение излучающей способности тела E к светимости черного тела E.
То есть, степень черноты тела - это то же самое, что и поглощающая способность тела А. На данную характеристику тел существенное значение имеет шероховатость поверхности и состояние покрытия поверхности тела. Так, окисленная медь имеет ε = 0,7, а тщательно отполированная поверхность медной пластинки имеет ε = 0,02. Необходимо понимать, что видимый цвет поверхности не дает представления о степени черноты тела, так, например, бумага белая и лак белый (ε = 0,8 ... 0,9) имеют такую же степень черноты, как и черный лак или сажа ε = 0 , 95, хотя глазом они воспринимаются как белые тела. Это обусловлено тем, что белая по цвету поверхность хорошо отражает световые лучи, которые являются лишь составляющей всего диапазона излучения, а инфракрасные волны воспринимаются поверхностью в зависимости от ее шероховатости.
Солнце является неисчерпаемым источником энергии, но использование его энергии непосредственно в климатических условиях Украины требует разработки необходимых режимов эксплуатации и комплексного сочетания различных энергетических источников. Современные наблюдения показывают, что начиная с ноября месяца и по апрель в Украине есть пахмурни дня, количество солнечных дней в последние годы сократилось, и это связано с глобальными изменениями климата. Летом, наоборот, растет средняя температура и количество ясных дней достаточно для производства энергии из излучения солнца. Удельное Инсоляционный нагрузки зависит от широты местности, и в среднем составляет: в субтропиках 210 ... 250 Вт/м2, в центре Европы 130 ... 210 Вт/м2, на севере Европы 80 ... 130 Вт/м2. Использование солнечной энергии в теплый период года целесообразно выполнять с помощью солнечных коллекторов с последующей транспортировкой теплоносителя на нужды хозяйства.