Per rendere sfruttabile l’energia del sole oltre ai pannelli solari termici vi è la tecnologia fotovoltaica che sfrutta le proprietà di particolari elementi semiconduttori per produrre energia elettrica quando sollecitati dalle radiazioni solari.
Tali semiconduttori, come ad esempio il silicio che è il più utilizzato, sono in grado di generare elettricità una volta colpiti dalla luce. Un modulo fotovoltaico è composto da celle fotovoltaiche, a sua volta il campo fotovoltaico è un insieme di moduli fotovoltaici. Più moduli assemblati tra loro formano il pannello fotovoltaico.
Per creare quantità di energia soddisfacente per le abitazioni civili si necessità di grandi estensioni, quindi di un numero considerevole di moduli fotovoltaici. Quando la luce colpisce la cella, quindi i sottili strati di silicio ridotti in fette, questa è una “vibrazione” che produce energia. Le celle disposte in serie ed in parallelo producono la tensione elettrica.
Attualmente ci sono molte applicazioni con piccoli generatori fotovoltaici, come quelli utilizzati calcolatori e orologi da polso. I pannelli più grandi servono per fornire elettricità per uso domestico, per alimentare pompe, sistemi di telecomunicazione, sino a quelli che si vedono ai bordi delle strade montati su segnali stradali o lampioni.
Si usano anche per ripetitori telefonici in alta montagna ed in genere per alimentare apparati con richieste energetiche basse che un allacciamento alla rete elettrica risulterebbe sconveniente.
Gli impianti fotovoltaici possono essere collegati alla rete elettrica o isolati. I sistemi ad immissione in rete sono impianti connessi direttamente alla rete elettrica senza l’utilizzo di batterie.
Con questi si riesce a produrre energia che viene riversata nella rete elettrica. Si tratta anche degli impianti domestici che danno e, quando è insufficiente, prendono energia dalla rete elettrica. I due flussi vengono controllati da due contatori.
I sistemi isolati, o stand alone, sono impianti fotovoltaici utilizzati per portare energia nelle zone scollegate dalla rete elettrica, di accesso difficile o solo antieconomico. I pannelli fotovoltaici sono collegate a dei sistemi di accumulo, a delle batterie che immagazzinano l’energia di giorno e la rilasciano quando necessario.
Fanno parte di questa categoria sia le sonde spaziali (con lo scopo di esplorare corpi del sistema solare interno) che le stazioni mobili di energia, ma anche i lampioni o i segnali stradali che sono scollegati dalla rete elettrica ma grazie ai moduli fotovoltaici installati in cima riescono a produrre l’energia che utilizzano di notte. Il più grande impianto fotovoltaico in funzione al mondo è ad Arnstein, in Germania, in Baviera.