Μια φωτοβολταϊκή συστοιχία είναι μια συναρμολόγηση φωτοβολταϊκών πλαισίων. Τα φωτοβολταϊκά πάνελ, ή Φ/Β πάνελ, είναι πιο γνωστά ως ηλιακά πάνελ. Απορροφούν το φως, ιδιαίτερα το ηλιακό φως, και το μετατρέπουν σε χρησιμοποιήσιμη ενέργεια. Η φωτοβολταϊκή συστοιχία είναι βασικό στοιχείο στην παραγωγή ηλιακής ενέργειας. Οι ανησυχίες για τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των ορυκτών καυσίμων και οι νέες εξελίξεις στην τεχνολογία των φωτοβολταϊκών έχουν αυξήσει το ενδιαφέρον για την ηλιακή ενέργεια τον 21ο αιώνα.
Η φωτοβολταϊκή ενέργεια παράγεται μέσω του φωτοβολταϊκού φαινομένου, το οποίο ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά τον 19ο αιώνα. Τα σωματίδια φωτός που ονομάζονται φωτόνια κατευθύνονται σε ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο ή ομάδα κυττάρων. Οι χημικές ιδιότητες αυτών των κυττάρων αναγκάζουν τα φωτόνια να ανακινούν τα ηλεκτρόνια, τα υποατομικά σωματίδια που είναι υπεύθυνα για τον ηλεκτρισμό. Η δομή του φωτοβολταϊκού στοιχείου κατευθύνει αυτά τα ηλεκτρόνια σε ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα, μετατρέποντάς τα σε χρησιμοποιήσιμο ηλεκτρισμό. Η πρώτη φωτοβολταϊκή συστοιχία κατασκευάστηκε τη δεκαετία του 1950.
Αρχικά, η φωτοβολταϊκή συστοιχία είχε περιορισμένες χρήσεις, κυρίως επιστημονικές. Οι συστοιχίες φωτοβολταϊκών χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά για την παροχή ενέργειας σε δορυφόρους σε τροχιά. Εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό. ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός και το διερευνητικό διαστημόπλοιο Juno τροφοδοτούνται και τα δύο από φωτοβολταϊκές συστοιχίες. Οι επίγειες χρήσεις περιλαμβάνουν συσκευές που βρίσκονται σε περιοχές όπου η σύνδεση σε ένα ηλεκτρικό δίκτυο μέσω ηλεκτρικών γραμμών είναι μη πρακτική ή αδύνατη. Τα οχήματα αναψυχής και οι αυτόνομες πινακίδες αυτοκινητοδρόμων είναι δύο κοινά παραδείγματα.
Μια φωτοβολταϊκή συστοιχία αποτελείται από μια μικρή ή μεγάλη ομάδα συνδεδεμένων φωτοβολταϊκών πάνελ, ανάλογα με την επιθυμητή ποσότητα ισχύος. Το συνδεδεμένο σύστημα περιλαμβάνει συχνά έναν μετατροπέα, για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας στη μορφή εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) που απαιτείται από τις περισσότερες οικιακές συσκευές. Η υπερβολική ισχύς διατηρείται σε μπαταρίες αποθήκευσης ή, σε ορισμένα συστήματα, μπορεί να κατευθυνθεί στο τοπικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, παρέχοντας πίστωση στους μελλοντικούς λογαριασμούς ηλεκτρικής ενέργειας. Ενώ τα φωτοβολταϊκά κύτταρα μπορούν να παράγουν ενέργεια από οποιοδήποτε φως, το ηλιακό φως είναι μακράν η πιο κοινή πηγή. Η φωτοβολταϊκή συστοιχία πρέπει να τοποθετηθεί εκεί που θα δέχεται τη μέγιστη ηλιακή έκθεση κατά τη διάρκεια της ημέρας. ακόμη και η μικρή απόχρωση μπορεί να μειώσει σημαντικά την απόδοσή του.
Οι πρώιμες συστοιχίες φωτοβολταϊκών ήταν δαπανηρές και δυσκίνητες, περιορίζοντας τη χρήση τους σε όσους είχαν βαθιές τσέπες και σοβαρές δεσμεύσεις για εναλλακτική ενέργεια. Τον 21ο αιώνα, οι κυψέλες λεπτής μεμβράνης τελειοποιήθηκαν, καθιστώντας τη φωτοβολταϊκή συστοιχία πιο ελαφριά και οικονομικά εφικτή. Ταυτόχρονα, η ανησυχία του κοινού αυξανόταν για το κόστος και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των ορυκτών καυσίμων όπως ο άνθρακας και η βενζίνη. Αυτό οδήγησε σε κυβερνητικά κίνητρα και άλλες πρωτοβουλίες για εναλλακτική παραγωγή ενέργειας. Ως αποτέλεσμα, η ηλιακή τεχνολογία έχει αυξηθεί σε δημοτικότητα και χρήση σε όλο τον κόσμο.