الألواح الشمسية الكهروضوئية هي عملية تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء ويستخدم في المنازل والشركات وكذلك في محطات توليد الطاقة على نطاق واسع. هناك بعض المزايا الفريدة لاستخدام الطاقة الشمسية، مثل حقيقة أنها لا تنتج أي تلوث أو غازات دفيئة أثناء التشغيل، ويمكن أن تكون فعالة من حيث التكلفة.

تعتبر الطاقة الكهروضوئية أيضًا مصدرًا مرنًا جدًا للطاقة ويمكن استخدامه مع مصادر أخرى لإنشاء نظام طاقة متكامل تمامًا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامه كنظام احتياطي لتوفير الطاقة خلال أوقات الطلب المرتفع، أو فترات انخفاض أشعة الشمس.

هناك العديد من الأنواع المختلفة من الألواح الكهروضوئية، ولكن الأكثر شيوعًا للاستخدام المنزلي هي أحادية البلورة، ومتعددة البلورات، والأغشية الرقيقة. يختلف كل نوع من اللوحات من حيث الكفاءة وإخراج الطاقة ومدة الضمان.

كل لوحة كهروضوئية مصنوعة من مادة شبه موصلة مثل السيليكون أو مادة مماثلة ومحاطة بغلاف زجاجي واقي. عند تعرضها لأشعة الشمس المباشرة، تطلق المادة شبه الموصلة إلكترونات يمكن بعد ذلك امتصاصها بواسطة الخلايا الكهروضوئية وتحويلها إلى كهرباء. عادةً ما تكون هذه الكهرباء عبارة عن تيار مباشر (DC)، والذي يجب تحويله إلى تيار متناوب (AC) لاستخدامه في المنازل. ويتم ذلك عن طريق العاكس، وهو عنصر ضروري في كل نظام كهروضوئي.

هناك عدة عوامل تحدد أداء الألواح الشمسية ، بما في ذلك الموقع الجغرافي، والوقت من اليوم، وكمية ضوء الشمس المباشر الذي تستقبله الخلية، وزاوية الميل، والتظليل. يمكن أن يكون لهذه العوامل تأثير كبير على الكفاءة الشاملة للنظام الكهروضوئي. يمكن تسجيل هذه المعلومات وتخطيطها باستخدام جهاز قياس التيار المستمر أو مسجل البيانات، والذي يتوفر لدى معظم تجار التجزئة للأجهزة الكهربائية.

يقوم Fuying بالبحث عن الجيل القادم من الألواح الشمسية ذات الكفاءة، منخفضة التكلفة، وطويلة الأمد. ويهدف الباحثون إلى تحسين التكنولوجيا بحيث تكون جاهزة للتسويق ويمكن نشرها على نطاق واسع في مجموعة واسعة من التطبيقات. ويشمل ذلك أنظمة إنتاج الكهرباء خارج الشبكة والمتصلة بالشبكة، بالإضافة إلى البطاريات لتخزين الطاقة لأغراض النسخ الاحتياطي.

معظم الأنظمة الكهروضوئية في الولايات المتحدة متصلة بالشبكة، مما يعني أنها تتصل بشبكة الكهرباء عن طريق العاكس. وهذا يسمح للأسر بتوليد كهرباء أكثر مما تستهلك، ويتم تصدير أي فائض إلى الشبكة. يُعرف هذا باسم القياس الصافي، ويمكن أن يقلل بشكل كبير من فواتير الكهرباء. ومع ذلك، فإن إدخال هذه التدفقات الجديدة من الكهرباء إلى شبكة الكهرباء يتطلب تخطيطًا دقيقًا، لأنه يمكن أن يسبب مشاكل فنية للشبكات التي تم تصميمها للتعامل مع تدفقات الطاقة في اتجاه واحد فقط.