Fotovoltaik sistemler, güneş ışığından doğrudan elektrik enerjisi elde edilmesine dayalı sistemlerdir. Güneşin yaydığı ve dünyamıza da ulaşan enerji, güneşin çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışınım enerjisidir. Bu enerjinin Dünya'ya gelen küçük bir bölümü dahi, insanlığın mevcut enerji tüketiminden kat kat fazladır.
Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970'lerden sonra hız kazanmış, güneş enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet bakımından düşme göstermiş, ayrıca güneş enerjisi çevresel olarak temiz bir enerji kaynağı olarak kendini kabul ettirmiştir.
Güneş enerjisinden ısıl yöntemlerle buhar eldesi ve bu yolla elektrik üretimi mümkün iken, yeryüzüne gelen güneş ışınımından fotovoltaik etki ile doğrudan elektrik üretimi de mümkündür.
1950'lerden bu yana uzayda uydularda, 1970'li yıllarda elektrik hattından uzak yerlerde, yol kenarlarındaki acil telefon cihazları ya da uzaktan algılama gibi uygulamaların enerji gereksiniminin karşılanmasında kullanılmıştır.
Fotovoltaik sistemler bir inverter (evirici) aracılığı ile elektrik şebekesine bağlanabilmekte veya üretilen elektrik enerjisi akülerde depo edilebilmektedir.
Güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren sistemlere "Fotovoltaik Sistemler" denir. Güneş enerjisini DC (doğru akım) elektrik enerjisine çeviren ekipman, güneş pili olarak da bilinen fotovoltaik panellerdir. Fotovoltaik sistemlerde fotovoltaik panellerin yanı sıra, akü, şarj regülatörü, solar evirici ve şalt ekipmanı bulunur.
Aküler elektrik enerjisi depolamada kullanılırken, şarj regülatörleri akülerin şarj kontrolünü sağlar. Solar eviriciler, fotovoltaik panellerde üretilen DC elektrik enerjisini AC elektrik enerjisine çevirir. Sistemdeki şalt ekipmanı, sistemin enerji üretimini, dağıtımını, kontrolünü ve güvenliğini sağlar.
Fotovoltaik sistemler; şebeke bağlantılı (on-grid) sistemler ve şebekeden bağımsız (off-grid) sistemler olarak ikiye ayrılır.
1. ŞEBEKEDEN BAĞIMSIZ SİSTEMLER (OFF-GRID)
Bu sistemlerde fotovoltaik paneller ile üretilen elektrik enerjisi akülerde depolanır ve kullanıcı enerji ihtiyacını (gece-gündüz) bu akülerden sağlar. Sistemin kapasitesi, otonomi süresi boyunca (güneşten elektrik üretilemediği süreç) kullanıcının ihtiyacını karşılayacak şekilde boyutlandırılabilir.
2. ŞEBEKE BAĞLANTILI SİSTEMLER (ON-GRID)
Şebeke Bağlantılı Sistemlerde, kullanıcının enerji tüketimi, fotovoltaik sistemin ürettiği enerjiden karşılanır. Tüketimin üretimden fazla olduğu durumlarda kullanıcı tüketim fazlası enerjiyi şebekeden alır; buna karşılık, kullanıcının tüketimi üretiminden az olduğu durumlarda ise üretim fazlası enerji ile şebeke beslenir.
