Wydajność kolektora słonecznego zależy m.in. od kąta padania promieniowania na powierzchnię absorbera. Z punktu widzenia geometrii promieniowania, na daną powierzchnię trafia tym więcej energii, im bardziej kierunek promieni jest zbliżony do prostopadłego względem tej powierzchni.
Gdy płaszczyzna kolektora jest prostopadła do kierunku promieni słonecznych, promienie padają "na wprost" i cała powierzchnia robocza jest efektywnie wykorzystywana. W uproszczeniu: ta sama wiązka promieni nie rozkłada się wtedy na większą powierzchnię, więc gęstość mocy (energia na m²) jest największa.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- "Równoległa do kierunku promieni słonecznych" oznaczałaby, że promienie biegną wzdłuż powierzchni. W takim ustawieniu na powierzchnię dociera minimalna ilość energii (w idealizacji dąży do zera), bo promieniowanie jej nie "oświetla" skutecznie.
- "Pochylona pod kątem równym długości geograficznej" nie stanowi typowej zasady doboru nachylenia kolektora. Długość geograficzna wiąże się z położeniem na wschód–zachód i wpływa na czas słoneczny, ale nie jest prostą regułą kąta nachylenia płaszczyzny kolektora.
- "Pochylona pod kątem równym szerokości geograficznej" bywa spotykana jako praktyczne przybliżenie kąta ustawienia w skali roku, jednak nie jest to ogólny warunek maksymalnej absorpcji w danej chwili. Warunek maksimum w sensie fizycznym dotyczy prostopadłego padania promieni, a nie stałej wartości równej szerokości geograficznej.
W praktyce montażu instalator dobiera orientację i nachylenie tak, aby w danym okresie (cały rok, sezon letni/zimowy) możliwie często uzyskać mały kąt padania, minimalizować zacienienie i zachować wymagania konstrukcyjne. Jednak zasada "najwięcej energii przy prostopadłym padaniu" pozostaje podstawowym punktem odniesienia.
