Solarne ćelije

Fotovoltaika je najpoznatija metoda za pretvaranje energije sunca u električnu energiju pomoću solarnih ćelija. Pojednostavljeno objašnjenje rada fotovoltične solarne ploče je da fotoni sunčeva snopa udaraju u elektrone na ploči i stavljaju ih u veći energetski nivo te tako stvaraju struju. Pojam fotonaponski označava nepristrani operacijski mod fotodiode u kojoj kroz uređaj napon struje postoji jedino zbog provedene svjetlosne energije. Gotovo svi fotonaponski uređaji su neki tip fotodiode.

Solarne ćelije proizvode istosmernu struju (električnu energiju) direktno iz sunčeve svetlosti, ona se može koristiti za napajanje dopunjivih baterija. Prva praktična primena fotovoltaže bila je na orbitalnim satelitima i drugim svemirskim letelicama. Danas je većina fotonaponskih modula uključena u distribucijsku električnu mrežu, zbog tog moraju imati transformatore za pretvaranje iz jednosmerne (DC) u naizmeničnu struju (AC). Manji deo solarnih panela koristi se nezavisno - izvan mreže; za pokretanje elektro motora; brodova, motora, automobila, telefona na autoputevima, uređaja za daljinsko upravljanje kod naftovoda i sličnim namenama.

Solarne ćelije treba zaštititi od atmosferalija, zato se obično montiraju iza stakla. Kada je potrebno više snage od jedne ćelije, tad se one spajaju u povezani niz u obliku fotonaponskih modula, ili solarnih panela. Jedan panel je dovoljan za napajanje telefona za intervencije na autoputu, ali za potrebe jednog domaćinstva ili zgrade, potrebno je solarne panele spojiti u isti naponski krug. Iako je prodajna cena solarnih panela još uvek previsoka, da bi bila konkurentna ceni električne energije iz distribucijske mreže, porezne olakšice koje se daju za nabavu takvih uređaja u Japanu, Nemačkoj, Italiji i Francuskoj, izazvale su rast potražnje, što je povećalo proizvodnju. U Španiji je 2008, instalirano 45% svih fotonaponskih ćelija, ali se zbog promjena u zakonu i ograničenja povoljnih tarifa, očekuje strmoglav pad u daljnjem rastu, tako da se od instaliranih 2500 MW u 2008., očekuje rast od svega 375 MW u 2009.

Solarni paneli su odlično rešenje za lokacije gde nema električne mreže. Prvi takav uređaj postavljen je 1966. na japanskom ostrvu Ogami za napajanje svetionika, koji je dotad koristio plin. Zbog rastuće potražnje za obnovljivim izvorima energije, proizvodnja solarnih ćelija i fotonaponskih panela je značajno porasla poslednjih godina.