Fotovoltaik enerji, güneş hücreleri veya yarı iletkenlerin kullanımıyla güneş ışığının enerjiye dönüştürülmesiyle üretilir. Bu yarı iletken hücreler genellikle silikondan yapılır ve aşındırıcı maddeler veya hareketli parçalar içermez. Güneş pilleri ışığa maruz kaldığı sürece, minimum bakım ile fotovoltaik enerji üretecektir. Bu enerji aynı zamanda çevre açısından temiz, sessiz ve güvenlidir.
"Fotovoltaik" terimi iki bölümden oluşur: fotoğraf, ışık anlamına gelen Yunanca bir kelime ve elektrik enerjisi yenilikçisi Alessandro Volta. 1839'da, Fransız fizikçi Edmond Becquerel, yarı iletken kullanarak bir volt üretimi olan fotovoltaik etkiyi keşfetti. Bu keşif, fotovoltaik enerji üreten güneş pillerinin icat edilmesine yol açan ışık kaynakları ve yarı iletkenlerle daha fazla deney yapılmasını sağlamıştır.
Fotovoltaik hücreler de denilen bireysel güneş pilleri farklı şekil ve boyutlarda üretilir. Bazen bir cihaza güç vermek için sadece bir hücreye ihtiyaç duyulur, ancak çoğu zaman güneş panelleri veya modülleri oluşturmak için birçok hücre birbirine bağlanır. Bu modüller daha sonra küçük binaları veya büyük kompleksleri güçlendirmek için kullanılabilecek fotovoltaik dizileri oluşturmak için bağlanabilir. Elde edilen fotovoltaik enerji çıktısı, dizinin büyüklüğüne bağlıdır. Boyut, mevcut güneş ışığının miktarına ve gereken güç miktarına bağlı olarak değişebilir.
Bir fotovoltaik enerji sisteminin güç çıkışı, ışığa maruz kalmanın toplam miktarına bağlı olmasına rağmen, bulutlu veya bulutlu günlerde yine de enerji üretecektir. Bu enerjiyi daha sonra iletilmek üzere saklamak için, tüketicilere çeşitli depolama sistemleri sunulur. Çoğu güvenilir depolama sistemi, bazıları AC veya DC güç için tasarlanabilen, yeniden şarj edilebilir piller ve enerji depolama kapasitörlerinin bir kombinasyonunu kullanır.
Fotovoltaik enerji sisteminde bulutlu günlerde ve geceleri mevcut güç miktarı, fotovoltaik modüllerin enerji çıkışına ve batarya düzenlemesine bağlıdır. Ek modül ve batarya eklemek, mevcut gücü artıracak, aynı zamanda sistemin maliyetini de artıracaktır. En iyi sonuçları elde etmek için, maliyeti ve ihtiyacı kullanım rahatlığıyla dengeleyecek bir sistem tasarımı oluşturmak için ihtiyaçların ve maliyetlerin kapsamlı bir analizi yapılmalıdır. İyi tasarlanmış sistemler, enerji ihtiyacı arttıkça veya azaldıkça genleşme veya azalma için fırsatlar sunar.
Fotovoltaik enerji, dünyadaki enerji sorunlarına uygulanabilir bir çözüm olarak ortaya çıkmaktadır. Günümüzdeki kullanım alanları arasında enerji santralleri, ulaşım, kırsal elektrik kaynakları ve güneş yolları bulunur. Dünyanın en büyük enerji kaynağı olmaktan hala uzak bir yol olsa da, fotovoltaik enerjiyle ilgili devam eden araştırmalar geleceğe umut vaat ediyor olabilir.
