Gęstość strumienia energii słonecznej odniesiona do jednostkowej powierzchni jest najwyższa dla promieniowania padającego prostopadle na płaszczyznę generatora. Jednocześnie ilość energii ograniczana jest przez drogę strumienia promieniowania w atmosferze - im droga dłuższa, tym mniej energii dociera do powierzchni ziemi. Biorąc pod uwagę oba czynniki można z powodzeniem oszacować najodpowiedniejszy kąt nachylenia generatora fotowoltaicznego w danej chwili lub średnio w roku.

Fot.Aurinkoncep

Optymalny kąt nachylenia generatora fotowoltaicznego przy danej wysokości Słońca:
αs - wysokość słońca, β - kąt nachylenia generatora fotowoltaicznego, ϴz - kąt zenitalny (90° - αs)
Z perspektywy obserwatora znajdującego się na powierzchni Ziemi, Słońce znajduje się w pozornym ruchu ze wschodu na zachód wznosząc się na ponad horyzont na pewną wysokość kątową (αs). Im Słońce jest wyżej tym krótsza droga promieniowania w atmosferze, zatem większa energia docierająca do powierzchni ziemi. Maksymalną wysokość na półkuli północnej Słońce osiąga w dniu przesilenia letniego 21 VI, może być ona obliczona dla dowolnego punktu o szerokości geograficznej (ϕ) większej niż 23,45° z równania: . Na przykład dla Warszawy (ϕ=52,25°) maksymalna wysokość Słońca wyniesie 61,2°. Pamiętając o warunku prostopadłości promieniowania, generator fotowoltaiczny należy ustawić tak aby jego kąt nachylenia (β) i wysokość słońca (αs). uzupełniały się do 90° , czyli pod kątem 28,8° (Warszawa) przy ekspozycji na południe. Dla odpowiedniego uśrednienia kąta nachylenia przy mniejszych wysokościach (miesiące wiosenne i letnie) dobrze jest przyjąć tolerancję + 5-10°. Należy również dokonać korekty przy ekspozycjach znacząco odbiegających od południa (zachodnich i wschodnich), w przypadku których lepszym rozwiązaniem może się okazać zmniejszenie kąta tak aby ograniczyć czas kiedy Słońca znajduje się z tyłu generatora.