Dzisiejsza technologia fotowoltaiczna daje użytkownikom znacznie więcej możliwości niż przed laty. Pozwala na pozyskanie energii elektrycznej niemal bezobsługowo – proces jest w pełni zautomatyzowany, bezgłośny i nieinwazyjny dla środowiska. W lipcu 2022 r. jej moc zainstalowana wyniosła ponad 10,6 GW, co stanowi 52% wszystkich mocy odnawialnych źródeł energii. Na czym dokładnie polega jednak ten proces?

Na instalację fotowoltaiczną składa się kilka elementów, które współpracując sprawiają, że zielona energia trafia do naszych gniazdek:
       - Panele fotowoltaiczne lub panele słoneczne - składają się z ogniw fotowoltaicznych, w których zachodzi zjawisko fotowoltaiczne.
          - Falownik - jego zadaniem jest przekształcenie prądu stałego (produkowanego przez panele fotowoltaiczne) na prąd zmienny, a więc taki, który wykorzystujemy w naszych domach.
       - Licznik dwukierunkowy - mierzy przepływ prądu i umożliwia rozliczenie ilości wyprodukowanej przez nas energii i tej pobranej.

Fotowoltaika wykorzystuje promieniowanie (fotony) do wytwarzania energii elektrycznej. Proces ten – stosunkowo prosty – zachodzi dzięki zjawisku nazywanym efektem fotowoltaicznym. Gdy pojedyncza cząstka światła – foton – pada na panel fotowoltaiczny wykonany z krzemu, wprawia w ruch elektron, który powoduje wytworzenie energii elektrycznej. Płytka krzemowa (element ogniwa fotowoltaicznego) jest zbudowana z dwóch warstw oddzielonych tzw. warstwą graniczną. Warstwa skierowana w stronę światła słonecznego jest domieszkowana ujemnie fosforem (co skutkuje nadmiarem elektronów), podczas gdy dolna warstwa krzemu jest domieszkowana dodatnio poprzez dodanie atomów boru (co skutkuje niedoborem elektronów). Dzięki temu w obszarze granicznym tworzy się pole elektryczne. Kiedy najmniejsza jednostka światła (foton) pada na ogniwo, energia fotonu uwalnia dodatkowe elektrony i umożliwia ich przemieszczanie się. W ten sposób powstaje różnica potencjałów elektrycznych (napięcie elektryczne). Po zamknięciu obwodu odbiornikiem energii między górną a dolną płytką w obwodzie płynie prąd elektryczny zmienny. Energia słoneczna przekształcana jest w prąd elektryczny stały, a po zastosowaniu urządzeń zwanych falownikami (inaczej inwerterami solarnymi), generowany jest prąd zmienny o parametrach zgodnych z parametrami sieci publicznej. Prąd zmienny wykorzystywany jest następnie przez urządzenia zainstalowane w domu.

Efektywność systemu fotowoltaicznego uzależniona jest od dostępu do światła słonecznego. Z tego względu panele fotowoltaiczne montuje się na dachu budynku lub gruncie – tak by nie były zacienione. W tym drugim przypadku najczęściej wykorzystuje się wysięgniki – umieszczane na wysokości ok. 1,5 metra, które zwiększają efektywność pozyskiwania energii słonecznej.