Energia fotowoltaiczna powstaje, gdy światło słoneczne zamieniane jest na energię za pomocą ogniw słonecznych lub półprzewodników. Te ogniwa półprzewodnikowe są zwykle wykonane z krzemu i nie zawierają żadnych materiałów korozyjnych ani ruchomych części. Dopóki ogniwa słoneczne są wystawione na działanie światła, będą wytwarzać energię fotowoltaiczną przy minimalnej konserwacji. Ta energia jest również czysta dla środowiska, cicha i bezpieczna.
Termin „fotowoltaika” składa się z dwóch części: photo, greckiego słowa oznaczającego światło, i voltaic, nawiązującego do innowatora energii elektrycznej Alessandro Volty. W 1839 roku francuski fizyk Edmond Becquerel odkrył efekt fotowoltaiczny, wytwarzanie wolta za pomocą półprzewodnika. Odkrycie to skłoniło do dalszych eksperymentów ze źródłami światła i półprzewodnikami, które doprowadziły do wynalezienia ogniw słonecznych wytwarzających energię fotowoltaiczną.
Poszczególne ogniwa słoneczne, zwane również ogniwami fotowoltaicznymi, produkowane są w różnych kształtach i rozmiarach. Czasami do zasilania urządzenia wystarczy jedno ogniwo, ale najczęściej wiele ogniw jest ze sobą połączonych, tworząc panele lub moduły słoneczne. Moduły te można następnie połączyć, aby utworzyć matryce fotowoltaiczne, które można wykorzystać do zasilania małych budynków lub dużych kompleksów. Wynikowa moc wyjściowa energii fotowoltaicznej zależy od wielkości tablicy. Rozmiar może się różnić w zależności od ilości dostępnego światła słonecznego i potrzebnej mocy.
Mimo że moc wyjściowa systemu energii fotowoltaicznej zależy od całkowitej ekspozycji na światło, nadal będzie generować energię w pochmurne lub pochmurne dni. Aby magazynować tę energię do późniejszej transmisji, konsumenci mają do dyspozycji różne systemy magazynowania. Większość niezawodnych systemów magazynowania wykorzystuje kombinację akumulatorów i kondensatorów magazynujących energię, z których niektóre mogą być zaprojektowane do zasilania prądem przemiennym lub stałym.
Ilość mocy dostępnej w pochmurne dni iw nocy w systemie fotowoltaicznym zależy od wydajności energetycznej modułów fotowoltaicznych i rozmieszczenia baterii. Dodanie dodatkowych modułów i akumulatorów zwiększy dostępną moc, ale także zwiększy koszt systemu. Aby uzyskać najlepsze wyniki, należy przeprowadzić dokładną analizę potrzeb i kosztów w celu stworzenia projektu systemu, który zrównoważy koszty i potrzeby z wygodą użytkowania. Dobrze zaprojektowane systemy dają możliwość rozbudowy lub redukcji w miarę wzrostu lub spadku zapotrzebowania na energię.
Energia fotowoltaiczna staje się realnym rozwiązaniem problemów energetycznych na całym świecie. Jej obecne zastosowania obejmują elektrownie, transport, wiejskie dostawy energii elektrycznej i drogi słoneczne. Chociaż wciąż daleko do stania się głównym światowym źródłem energii, trwające badania nad energią fotowoltaiczną mogą przynieść nadzieję na przyszłość.