خورشید منبع زندگی بخش کره زمین و موجودات آن است. این منبع انرژی به طور رایگان در اختیار همگان است. استفاده از سیستم فتوولتائیک برای تولید برق از نورخورشید آلودگی ایجاد نمی کند و به محیط زیست آسیب نمی‌رساند. طول عمر این سیستم‌ها زیاد است و استهلاک تجهیزات در آن بسیار کم است. همچنین قابلیت راه اندازی سریعی دارد.
از انرژی خورشید می‌توان به صورت حرارتی(استفاده از انرژی گرمایی خورشید) و یا فتوولتائیک استفاده کرد. در پدیده فتوولتائیک انرژی خورشید مستقیماً تبدیل به الکتریسیته می‌شود.
ماژول یا پنل خورشیدی از اتصال سلول‌های خورشیدی به‌صورت سری و موازی به دست می‌آید و ترکیب این پنل ها به ما آرایه‌های خورشیدی را می‌دهد. مشخصات درج شده بر روی پنل ها ولتاژ، جریان، توان و همچنین راندمان آن است.
برای جذب انرژی ماکزیمم از پنل ها باید تابش خورشید برسطح پنل عمود باشد و از آن جا که این دنبال کننده ها هزینه بر هستند زاویه بهینه‌ای برای نصب پنل ها متناسب با عرض جغرافیایی محل تعیین می‌شود.
انواع مدل‌های سیستم‌های فتوولتائیک به صورت مستقل از شبکه و متصل به شبکه است که در زیر به بررسی بیشتر آن‌ها می‌پردازیم.
سیستم‌های مستقل از شبکه (Off grid)
این سیستم‌ها هیچ ارتباطی با شبکه سراسری ندارند و انرژی تولید شده توسط پنل ها در باتری ذخیره می شود. این سیستم‌ها در ولتاژهای 12،24 و 48 ولت طراحی می شوند.
تجهیزات لازم برای این سیستم به شرح زیر است:
- پنل خورشیدی
- شارژ کنترلر
- باتری
- اینورتر مستقل از شبکه
- استراکچر
از پارامترهای مهم باتری می توان به ظرفیت (آمپر ساعت) یا همان بار الکتریکی، نرخ شارژ و دشارژ باتری که حداکثر جریان مناسب برای شارژ و دشارژ را تعیین می‌کند،عمق دشارژ باتری (تا چه ظرفیتی باتری تخلیه شود) و سیکل باتری (تعداد دفعات شارژ و دشارژ) که بر روی عمر باتری تأثیر زیادی دارد، اشاره نمود.
باتری‌های مناسب برای سیستم‌های خورشیدی باتری‌های و باتری‌های لیتیوم یون هستند.
شارژ کنترلر هم وظیفه حفاظت از شارژ و دشارژ اضافه باتری را دارد و در کل برای باتری‌ها وسیله‌ای لازم و ضروری است.
هم چنین شارژ کنترلرهای MPPT جریان و یا ولتاژ آرایه خورشیدی را، به صورتی تنظیم می‌کنند که توان حداکثر از پنل جذب شود و نسبت به شارژکنترلرهای معمولی توان بیشتری از پنل ها جذب می‌کنند.
از اینورترهای مستقل از شبکه هم برای تبدیل ولتاژ مستقیم DC ذخیره شده در باتری به ولتاژ AC مناسب برای مصرف‌کننده‌ها استفاده می‌شود.
نمونه‌هایی از سیستم‌های جدا از شبکه سیستم‌های روشنایی خورشیدی مستقل از شبکه و سیستم‌های پمپ آب خورشیدی هستند.
سیستم‌های متصل به شبکه (On grid)
این سیستم‌ها در مکان‌هایی که شبکه برق وجود دارد به کار می روند و با استفاده از اینورترهای متصل به شبکه انرژی تولید شده توسط پنل ها به شبکه تزریق می‌شود و یا توسط مصرف‌کننده استفاده می‌شود.
تجهیزات لازم برای این سیستم به شرح زیر است:
- پنل
- اینورتر متصل به شبکه
- استراکچر
سری و موازی کردن پنل ها بر اساس توان نیروگاه و شرایط اینورتر مشخص می‌شود. برای نیروگاه‌های بزرگ می‌توان از یک اینورتر استفاده کرد که هزینه را کاهش می‌دهد اما قابلیت اطمینان را کم می کند.
اینورترهای متصل به شبکه دارای انواع مختلف بدون ترانسفورماتور و به همراه ترانس و میکرو اینورترها می‌باشند که هر یک مزایا و معایب خود را دارند.
در نیروگاه‌های متصل به شبکه توان نیروگاه با توجه به مساحت در دسترس و میزان سرمایه‌گذاری اولیه تعیین شده و پس از آن توان اینورترها مشخص می‌گردد.
