Energia fotovoltaică este produsă atunci când lumina soarelui este transformată în energie cu ajutorul celulelor solare sau semiconductorilor. Aceste celule semiconductoare sunt de obicei realizate din siliciu și nu conțin materiale corozive sau piese mobile. Atâta timp cât celulele solare sunt expuse la lumină, vor produce energie fotovoltaică cu un minim de întreținere. Această energie este, de asemenea, curată din punct de vedere ecologic, silențioasă și sigură.
Termenul „fotovoltaic” are două părți: foto, un cuvânt grecesc care înseamnă lumină și voltaic, o referire la inovatorul energiei electrice Alessandro Volta. În 1839, fizicianul francez Edmond Becquerel a descoperit efectul fotovoltaic, producerea unui volt prin utilizarea unui semiconductor. Această descoperire a determinat experimentarea suplimentară cu surse de lumină și semiconductori, ceea ce a condus la inventarea celulelor solare care produc energie fotovoltaică.
Celulele solare individuale, numite și celule fotovoltaice, sunt fabricate în diferite forme și dimensiuni. Uneori este nevoie de o singură celulă pentru a alimenta un dispozitiv, dar cel mai adesea multe celule sunt conectate între ele pentru a forma panouri solare sau module. Aceste module pot fi apoi conectate pentru a crea rețele fotovoltaice care pot fi folosite pentru a alimenta clădiri mici sau complexe mari. Ieșirea rezultată a energiei fotovoltaice depinde de dimensiunea matricei. Mărimea poate varia, în funcție de cantitatea de lumină solară disponibilă și de cantitatea de putere necesară.
Chiar dacă puterea de ieșire a unui sistem de energie fotovoltaic depinde de cantitatea totală de expunere la lumină, acesta va genera totuși energie în zilele înnorate sau înnorate. Pentru a stoca această energie în vederea transmiterii ulterioare, consumatorilor sunt disponibile o varietate de sisteme de stocare. Cele mai fiabile sisteme de stocare folosesc o combinație de baterii reîncărcabile și condensatoare de stocare a energiei, dintre care unele pot fi proiectate pentru alimentare CA sau CC.
Cantitatea de putere disponibilă în zilele înnorate și noaptea într-un sistem de energie fotovoltaică depinde de puterea de ieșire a modulelor fotovoltaice și de aranjamentul bateriilor. Adăugarea de module și baterii suplimentare va crește puterea disponibilă, dar va crește și costul sistemului. Pentru cele mai bune rezultate, trebuie efectuată o analiză amănunțită a nevoilor față de cost, pentru a crea un design de sistem care să echilibreze costul și nevoia cu confortul utilizării. Sistemele care sunt bine proiectate oferă oportunitatea de extindere sau reducere pe măsură ce nevoile de energie cresc sau scad.
Energia fotovoltaică apare ca o soluție viabilă la problemele energetice din întreaga lume. Utilizările sale curente includ centrale electrice, transport, surse de energie electrică rurală și drumuri solare. Deși este încă departe de a deveni principala sursă de energie a lumii, cercetările continue în domeniul energiei fotovoltaice ar putea aduce promisiunea speranței în viitor.