تقوم الألواح الشمسية الكهروضوئية بتحويل طاقة الشمس إلى كهرباء. وهذا شكل بديل للطاقة المتجددة وليس له أي تأثير سلبي على البيئة وله فوائد عديدة لأصحاب المنازل. هناك العديد من الأنواع المختلفة من الألواح الشمسية الكهروضوئية في السوق اليوم من مئات العلامات التجارية. يمكن أن تختلف هذه الألواح الشمسية من حيث الكفاءة وإنتاج الطاقة والضمانات والمزيد. ومن خلال استخدام مورد مجاني وفير مثل الشمس، يمكن للمستهلكين توفير المال الذي ينفقونه على فواتير الخدمات العامة وتقليل البصمة الكربونية.

تعمل أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على توليد الطاقة الكهربائية عن طريق تحويل ضوء الشمس إلى تيار مباشر (DC). يتم بعد ذلك تحويل تيار التيار المستمر إلى تيار متردد بواسطة عاكس يعد جزءًا لا يتجزأ من أي نظام كهروضوئي. يتم بعد ذلك استخدام العاكس لتشغيل الأجهزة والمعدات الأخرى بالكهرباء التي ينتجها نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية. يعد العاكس عنصرًا حيويًا في النظام الكهروضوئي لأنه يضبط معلمات خرج الكهرباء للوحة الشمسية لتلبية احتياجات الطاقة الكهربائية المحددة.

جوهر الألواح الشمسية الكهروضوئية هو خلية شبه موصلة، وهي عبارة عن قطعة من مادة السيليكون البلورية ذات طبقتين. لا يعتبر السيليكون البلوري في حد ذاته موصلًا جيدًا للكهرباء، ولكن عندما تضاف الشوائب إلى السيليكون - وهي عملية تسمى التطعيم - يتم تصنيع أشباه الموصلات لتوصيل الكهرباء. عادة ما يتم تطعيم الطبقة السفلية من أشباه الموصلات بالبورون، والطبقة العليا عادة ما يتم تطعيمها بالفوسفور. يتم وضع هاتين الطبقتين من السيليكون معًا بواجهة زجاجية وخلفية لتكوين لوحة كهروضوئية.

أ الألواح الشمسية الكهروضوئية يمكن أن تكون إما أحادية البلورات أو متعددة البلورات. ويختلف هذان النوعان من الألواح الشمسية الكهروضوئية حسب نوع السيليكون وطرق إنتاجهما. تعد خلايا السيليكون أحادية البلورية هي الأكثر شيوعًا ويمكن التعرف عليها من خلال لونها الأسود الغني وحوافها الحادة. وهي الأكثر كفاءة في تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء، حيث أبلغت الوحدات العليا عن كفاءة تصل إلى 23 بالمائة في الاختبارات المعملية. تُصنع الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات من السيليكون المنصهر المصبوب في سبائك ثم يتم تقطيعها إلى مربعات، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة الوحدة بنسبة 18-21٪ ولكن إنتاجها أقل تكلفة.

المكونات الرئيسية الأخرى للألواح الشمسية الكهروضوئية هي المجمعات، قطع الاتصال والقواطع والعدادات. يجمع الموحد التيار من ألواح شمسية متعددة في دائرة واحدة كبيرة، والتي يتم بعد ذلك تغذيتها إلى العاكس. قطع الاتصال هو مفتاح يسمح لك بإيقاف تشغيل العاكس يدويًا. تم تصميم الكسارة لتعثر النظام وحمايته من التيار الزائد والارتفاعات المفاجئة. يقيس عداد الكهرباء الطاقة الواردة من شبكة الكهرباء والطاقة الصادرة من نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية.

وأخيرًا، يقوم نظام الأرفف بتثبيت المصفوفة الكهروضوئية في مكانها. عادة ما يتم تثبيت نظام الأرفف على السطح باستخدام الصابورة أو المراسي الميكانيكية. وبدلاً من ذلك، يمكن تركيب المصفوفة الكهروضوئية على أجهزة تتبع مثبتة على الأرض. تم تصميم هذه المسارات باستخدام محركات وأجهزة استشعار تلتقط حركة الشمس طوال اليوم لتوليد المزيد من الطاقة بتكلفة أعلى من أنظمة الطاقة الشمسية التقليدية غير المتتبعة.