Fotovoltaik sistemler, çeşitli kapasitelerde kullanılmak üzere elektrik üretmek için bir güneş hücreleri koleksiyonu kullanır. İşlem güneş ışığını veya ultraviyole radyasyonu enerjiye dönüştürür. Sistem, doğru akım (DC) gücünü depolamak ve enerjilenmesi gereken cihazlara veya bileşenlere dağıtmak için modüllere paketlenmiş ve bir kapasitöre bağlı birkaç güneş pili kullanır.
Bir fotovoltaik sistemin çalışma şekli, fotonları güneş ışığından faydalanarak ve elektronları etkilemelerine izin vermektir. Bu olay elektriksel yük oluşturan daha yüksek bir enerji durumu yaratır. Sistemin temel kısmı, aynı zamanda fotonların birincil toplayıcısı olan bir fotodiyottur.
Fotovoltaik sistemlerin iki ana formu vardır: bağımsız ve hibrit. Bağımsız sistemler herhangi bir harici güç kaynağına bağlı değildir. Toplanan enerji yerinde depolanır ve ayrı bir cihazı çalıştırmak için kullanılır. Bu, küçük bahçe ışıklarından uzay aracına kadar değişebilir. Hibrit sistemler, dizel jeneratörler veya rüzgar enerjisi gibi diğer güç tüketimi biçimlerini içeren ve genellikle daha büyük binalara veya alanlara güç sağlayan fotovoltaik sistemlerdir.
Güneş pilleri ve modülleri kullanarak bir ızgara sistemi kurmak mümkündür. Bunlar genellikle tarlalara veya büyük binaların üstüne kurulur ve gücü doğrudan elektrik şebekesine besler. DC gücünün genel şebekede kullanılan alternatif akıma dönüştürülmesi için özel bir invertör kullanılmalıdır. Bu tasarımlardaki ortalama modül koleksiyonu, yaklaşık 160 watt enerji üreten 72 kristal silikon hücreden oluşur.
Fotovoltaik sistemlerin kurulumunda en büyük sorun genel maliyettir. Geleneksel sistemler, çoğu insanın güneş ışınımının kollektörleri olarak tanıdığı düz paneller olan kristalin silikon modüllerini kullanır. Konsantratör modülleri konsepti ile daha yeni sistemler tasarlandı. Bu modüller güneş ışığını doğrudan fotodiyot içine yönlendirmek için büyük yansıtıcı yüzeyler kullanır. Bu, güneş kollektörlerinin verimliliğini arttırdı ve bunlarla ilişkili maliyetleri düşürdü. 2006 yılı başındaki rakamlara göre, watt başına ortalama maliyet 7,50 ABD Doları (ABD Doları) oldu.
Finansman için ek fikirler de 21. yüzyılın başlarında belirlenmiştir. Bunlar, fotovoltaik sistemlerin, üretilen fazla gücü toplama hakkı karşılığında işletmelerde ve konut topluluklarında ücretsiz olarak kurulmasına yönelik uzun vadeli sözleşmeleri içerir. 2009 itibariyle, ticari fotovoltaik tesislerin yaklaşık yüzde 90'ı bu yöntemle Amerika Birleşik Devletleri'nde kuruluyordu.
