Güneş Enerjisi Teknolojisi, güneş ışığının elektriğe çevrilmesidir. Teknik adı Fotovoltaik’tir: Işığı temsil eden “Foto” ve elektriksel gerilimi temsil eden “Voltaik” kelimelerinin birleşiminden oluşan bir terimdir. Kısaca FV ya da PV olarak adlandırılır ancak genel olarak, Güneş Enerjisi, Solar Enerji gibi isimler ile anılır.
Fotovoltaik (Güneş Enerjisi, Solar Enerji) Teknolojide enerji kaynağı olarak Güneş’ten gelen fotonlar görev alır. Fotonlar, Güneş’ten her gün Dünya’mıza gelen ışığı taşıyan, enerjisi olan parçacıklardır. Güneş Paneli olarak adlandırılan, içerisinde Güneş Enerji Hücresi isimli parçalar bulunan yüzeylere çarpan fotonlar elektriksel bir gerilim oluşmasına sebep olurlar. Böylece elektrik üretilmiş olur.
Güneş hücreleri, elektronik devreleri oluşturan elemanların üretiminde de kullanılan, esasen toprakta bulunan silikondan üretilirler. Gezegende oksijenden sonra en çok bulunan element olan silikon(silisyum) bir yarı iletkendir. Fotovoltaik hücre üretimi esnasında p-tipi ve n-tipi silikon denen iki katman oluşturulur.
Güneş’ten gelen fotonlar güneş hücresine çarptığında, p-tipi silikon katmanında bulunan elektronların enerjilerinin artmasına ve bir üst enerji seviyesine çıkmasına sebep olurlar, böylece elektronlar yarı iletken malzemeden geçebilecek enerji seviyesine ulaşırlar. Bu durumda p-tipi silikon katmanında bulunan elektronlar yarı iletken malzemeyi geçerek n-tipi silikon katmanına geçerler. Bu durumda p-tipi silikon katmanında elektron boşlukları oluşur. İki katman arasına iletken bir malzeme bağlandığı zaman ise elektronlar, p-tipi silikon katmanında oluşan boşluklar sebebiyle oraya doğru hareket etmek isterler ve n-tipi katmandan p-tipi katmana doğru elektronlar akar. Güneş’ten gelen fotonlar hücreye çarpmaya devam ettiği sürece elektronların bu akışı devam eder ve bu sayede elektrik enerjisi elde edilmiş olur. N-tipi ve p-tipi arasındaki bağlantı, ara elektronik donanımlar sayesinde şebekeye bağlandığı zaman (bir güneş enerji sistemi oluşturulduğu zaman), elde edilen enerji şebekede, elektrik olarak kullanılabilmektedir.
Güneş Enerji Sistemleri'nin iki çeşit yapısı vardır. Bunlar; OnGrid(şebeke bağlantılı) ve OffGrid (şebeke bağlantısız veya akülü) sistemlerdir. OnGrid güneş enerji sistemlerinde üretilen elektriğin fazlası şebekeye verilebilirken, OffGrid sistemlerde şebeke bağlantısı yoktur ve enerji depolamak için aküler kullanılır.
OnGrid sistemlerde güneş panellerinin ürettiği DC(doğru akım) invertörler aracılığıyla AC(dalgalı akım)’ye çevrilir ve kablolar aracılığıyla doğrudan şehir şebekelerine veya binaların hatlarına bağlanabilir. Binalarda kurulu olan OnGrid güneş enerji sistemlerinde üretilen elektrik, öncelikle bina şebekesinden geçer ve ihtiyaç duyulan enerji karşılandıktan sonra, eğer varsa fazlası şehir şebekesine otomatik olarak verilir. Üretilen enerjinin binanın ihtiyacını karşılayamaması durumunda ise, ihtiyaç duyulan fark şebekeden otomatik olarak çekilir.
Şehirlerin elektirik ihtiyacını karşılamak için kurulan büyük boyuttaki güneş enerji sistemleri (yani Güneş Enerji Santralleri, kısaca GES'ler) OnGrid yapıdadırlar.
OffGrid güneş enerji sistemlerinde ise güneş panellerinin ürettiği elektrik şarj regülatörlerinden geçtikten sonra akülerde depo edilir. Aküden çekilen doğru akım, invertör isimli ekipmanlar aracılığıyla alternatif ekıma çevrilir ve bina şebekesine verilir. OffGrid güneş enerji sistemlerinde enerji fazlalığı hiçbir şekilde şebekeye verilmez. Akülerin dolu olduğu durumlarda eğer güneş panelleri ile elektrik üretimi devam ediyor ama tüketim yok ise güneş enerji sistemi kendisini otomatik olarak kapatır. Güneş enerji sisteminin elektrik üretmediği koşullarda (gece vakti), aküler de boş durumda ise ama binada elektrik tüketimi ihtiyacı varsa, gerekli olan elektrik şehir şebekesinden otomatik olarak çekilir.
