Gradniki sistemov
Fotonapetostni (PV) sistemi neposredno pretvarjajo sončno energijo v električno. Delimo jih na:

- samostojne PV-sisteme, ki oskrbujejo z električno energijo porabnike znotraj lokalnega električnega omrežja. Med njimi ločimo:
- PV sisteme brez ali z akumulatorjem,
- PV sistemi z enosmernimi porabniki ali izmeničnimi porabniki,
- čiste ali hibridne PV-sisteme (v kombinaciji z drugimi generatorji električne energije).
- omrežne PV-sisteme, ki so oddajajo električno energijo v električno omrežje in jih zato imenujemo sončne elektrarne. Med njimi ločimo:
- razpršene sisteme (hišne sončne elektrarne) in
- centralne sisteme (velike sončne elektrarne z močjo nad 100kWp).


Samostojni PV-sistemi

Samostojni fotonapetostni sistemi za napajanje naprav ali majhnih porabnikov so v splošnem sestavljeni iz fotonapetostnega generatorja, polnilnega regulatorja, akumulatorja in regulatorja napetosti. Lahko oskrbujejo enosmerno breme. Fotonapetostni generator je sestavljen iz medsebojno povezanih fotonapetostnih (PV) modulov, ki so najmanjše celote med seboj povezanih sončnih celic (običajno zaporedno vezanih), znotraj katerih poteka fotonapetostna pretvorba. Poleg majhnih PV-modulov za napajanje specifičnih izdelkov (na primer v kalkulatorju) se izdelujejo predvsem standardni PV-moduli za vršne moči od nekaj vatov do nekaj sto vatov. Vršna moč PV-modula se določa pod standardnimi testnimi pogoji (AM1.5, 1000 Wm-2, 25 °C). Standardni moduli so dimenzionirani za nominalne napetosti okrog od 15 do 17 voltov in so primerni za polnjenje 12-voltnih akumulatorjev. Mehanska konstrukcija modulov mora biti takšna, da so moduli dolgoročno odporni proti vplivom okolja. Predvidena življenjska doba fotonapetostnih modulov presega garancijsko dobo, ki trenutno dosega 20 ali celo 25 let. PV-generator kot glavna komponenta mora vzdržati tako dolgo tudi pod ekstremnimi vremenskimi razmerami, kot so na primer ekstremne temperature, nevihte in toča. Vso življenjsko dobo mora biti zagotovljena popolna električna varnost, prav tako mora sončni generator do konca nominalne življenjske dobe obdržati 80 odstotkov nominalne moči. Vsak tip modula mora pred uporabo prestati zahtevne tipske teste. Za silicijeve kristalne PV-module (90-odstotni tržni delež) so opisani v standardu IEC 61215.

Za zaščito akumulatorjev pred prenapolnitvijo ali preizpraznitvijo uporabljamo med fotonapetostnim generatorjem, baterijo in bremenom polnilni regulator. Polnilni regulator prilagaja vhodno točko maksimalni moči PV-generatorja in regulira polnjenje ter v splošnem vsebuje tudi zaščitno diodo, ki ščiti akumulator pred izpraznitvijo skozi fotonapetostni generator čez noč. Regulator napetosti pretvarja in prilagaja spreminjajočo se napetost fotonapetostnega generatorja (napetost pri trenutni maksimalni moči) na napetost porabnika. Običajno je del polnilnega regulatorja.

Akumulator shranjuje energijo, ki jo proizvede fotonapetostni generator, in deluje kot generator ob slabem vremenu ali ponoči. Za shranjevanje energije največkrat uporabljamo nikelj-kadmijeve, nikelj-metal­hidridne, svinčeve ali litij-ionske akumulatorje. V majhnih sistemih, ki so napajani s fotonapetostnimi generatorji, navadno uporabljamo svinčeve akumulatorje. Za mobilne aplikacije, na primer za napajanje porabnikov v kampih, na čolnih in v vikendih, uporabljamo posebne izvedbe avtomobilskih akumulatorjev z zelo debelimi svinčevimi ploščami (imenujemo jih tudi sončne baterije). V fotonapetostnih sistemih, ki oskrbujejo domove s stalnimi prebivalci in se akumulatorji dnevno polnijo in praznijo, uporabljamo akumulatorje s cevastimi elektrodami. Ti omogočajo globoke cikle in imajo daljšo življenjsko dobo. Včasih se uporabljajo v samostojnih PV-sistemih kar navadni avtomobilski akumulatorji, ker so laže dobavljivi in cenejši. Za nekatere aplikacije so primernejši svinčevi akumulatorji, kjer je elektrolit v obliki gela ali pa je med elektrodami filc ali drug primeren material, ki je prepojen z elektrolitom.  Za pogon motornega generatorja pogosto uporabljamo dizelsko gorivo. Običajno je hišno omrežje izvedeno kot nizkonapetostno omrežje z izmeničnimi porabniki. Primer takega hibridnega sistema najdemo v planinski koči na Kredarici ali turistični kmetiji Abram na Nanosu. Ta tip samostojnega PV sistema velja v Sloveniji za najbolj razširjenega.

Omrežni PV-sistemi

Konfiguracij omrežnih PV-sistemov je mnogo, vsem pa je značilno, da poleg PV-generatorja potrebujejo razsmernik. Med omrežnimi PV-sistemi so najbolj perspektivni razpršeni omrežni PV-sistemi, ki zahtevajo le PV-generator, razsmernik, dodatni števec električne energije in zaščitne komponente. Razsmernik pretvarja enosmerno električno moč, ki jo dobimo iz fotonapetostnega generatorja ali akumulatorja, v izmenično električno moč. Prek njih lahko PV-sistemi pošiljajo energijo v javno električno omrežje in delujejo kot sončne elektrarne (SE). Prednost omrežnih PV-sistemov je, da ne potrebujejo akumulatorjev za shranjevanje energije, trenutna moč se troši kjerkoli na območju omrežja. Trenutno je delež sončne energije, ki se po fotonapetostni pretvorbi pošilja v omrežje, še razmeroma majhen (sploh v Sloveniji, kjer obratujejo le tri sončne elektrarne), po napovedih evropskega strokovnega telesa PV-TRAC pa naj bi elektrika iz sončnih elektrarn v prihodnje igrala pomembno vlogo, saj ocenjujejo, da se bo leta 2030 njen letni delež dvignil na štiri odstotke [5].

Vir: LPVO