Η ηλιακή ακτινοβολία δεν εκτελεί καμία λειτουργία έως ότου ενσωματωθεί σε ένα σύστημα που να παράγει ηλεκτρική ενέργεια αντίστοιχη με αυτή που απαιτείται από το συνδεδεμένο σε αυτό το σύστημα, φορτίο (load). Το φωτοβολταϊκό σύστημα που παράγει ηλεκτρική ενέργεια έτοιμη προς κατανάλωση αποτελείται από διάφορες επιμέρους διατάξεις οι οποίες και σχηματίζουν τη φωτοβολταϊκή συστοιχία (array). Για παράδειγμα, το φωτοβολταϊκό σύστημα θα πρέπει να μπορεί να δίνει κάποια ενέργεια κατά τη διάρκεια της νύχτας κάτι που, από μόνο του, το φωτοβολταϊκό στοιχείο δεν μπορεί να κάνει. Παράλληλα, η ενέργεια αυτή θα πρέπει να διοχετεύεται ως εναλλασσόμενο ρεύμα και όχι συνεχές – όπως παράγεται από το φωτοβολταϊκό στοιχείο. Επιπλέον, η παρεχόμενη τάση θα πρέπει να είναι λίγο ως πολύ σταθερή, κάτι που το φωτοβολταϊκό στοιχείο αυτό καθεαυτό δεν μπορεί να εξασφαλίσει (η τάση του φωτοβολταϊκού στοιχείου αλλάζει ανάλογα με την ένταση της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας και του μεγέθους του συνδεδεμένου με αυτό φορτίου). Η χρήση των φωτοβολταϊκών στοιχείων σε συστήματα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας θα πρέπει να γίνεται ώστε να απαντώνται οι ανάγκες ρύθμισης της τάσης, μετατροπής DC σε AC και αποθήκευσης ενέργειας.

Η τιμή και η σταθερότητα της τάσης λειτουργίας του συστήματος είναι κομβικής σημασίας τόσο για το φωτοβολταϊκό πλαίσιο όσο και για το φορτίο που συνδέεται με αυτό. Τα φορτία συνήθως αποδίδουν καλύτερα όταν η τάση τροφοδοσίας τους παραμένει σταθερή, ενώ κινδυνεύουν να καταστραφούν όταν η τάση ξεπεράσει ή πέσει κάτω από ένα όριο. Παράλληλα, εάν ένα ή περισσότερα φορτία είναι συνδεδεμένα με μια κοινή πηγή ενέργειας, μπορεί να αλληλεπιδράσουν εάν η τάση ή το ρεύμα που τα διαρρέει δεν ρυθμίζονται. Αυτό είναι απαγορευτικό σε οποιοδήποτε κύκλωμα. Για παράδειγμα, όταν η τάση στα άκρα ενός ωμικού φορτίου, όπως π.χ. μια λάμπα πυρακτώσεως ή μια σόμπα, αυξηθεί, τότε παρατηρείται μια εκθετική αύξηση στην παραγόμενη ισχύ: το φως γίνεται εντονότερο και η σόμπα γίνεται ζεστότερη. Άλλα φορτία, όπως η τηλεόραση ή το ραδιόφωνο, απαιτούν ένα ελάχιστο όριο τάσης προκειμένου να λειτουργήσουν ενώ μπορεί και να καταστραφούν σε απότομες και μεγάλες αυξομειώσεις της τάσης τροφοδοσίας. Όλα τα φορτία έχουν ένα ανώτατο όριο τάσης πέρα του οποίου θα καταστραφούν ενώ ο κατασκευαστής δίνει ένα εύρος τιμών τάσης μέσα στο οποίο η ομαλή λειτουργία του φορτίου εξασφαλίζεται. Προκειμένου, έτσι, η τάση να παραμένει στα προβλεπόμενα πλαίσια λειτουργίας των φορτίων, θα πρέπει να γίνεται συνεχής και συστηματική ρύθμισή της. Επιπλέον, όταν εφαρμόζεται κάποια ισχύς σε επαγωγικά, χωρητικά κι ωμικά φορτία, παρατηρείται μια αρχική εκτίναξη του ρεύματος – συνήθως 5 – 10 φορές πάνω από την κανονική τιμή του – η οποία διαρκεί από ένα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου για ωμικά (π.χ. σόμπα) και χωρητικά (π.χ. λάμπες φθορισμού) φορτία έως ένα μεγάλο κλάσμα του δευτερολέπτου ή περισσότερο για επαγωγικά (π.χ. μια μηχανή). Αυτό το γεγονός αποτελεί πρόβλημα για τις περισσότερες πηγές ενέργειας μεταξύ των οποίων και τα Φωτοβολταϊκά συστήματα.

Υπάρχουν δύο τρόποι να χρησιμοποιήσει κανείς τα φωτοβολταϊκά: Σε συνεργασία με το δίκτυο της ΔΕΗ ή ανεξάρτητα από αυτό. Ένα σύστημα παραγωγής ηλεκτρισμού με φωτοβολταϊκά μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με το δίκτυο της ΔΕΗ (διασυνδεδεμένο σύστημα). Στην περίπτωση αυτή, πουλάει κανείς το ηλιακό ρεύμα στο δίκτυο έναντι μιας ορισμένης από το νόμο τιμής και συνεχίζει να αγοράζει ρεύμα από τη ΔΕΗ όπως και σήμερα για να καλύψει τυχόν ανάγκες του. Έχει δηλαδή ένα διπλό μετρητή για την καταμέτρηση της εισερχόμενης και εξερχόμενης ενέργειας. Εναλλακτικά, μια φωτοβολταϊκή εγκατάσταση μπορεί να αποτελεί ένα αυτόνομο σύστημα που να καλύπτει το σύνολο των ενεργειακών αναγκών ενός κτιρίου ή μιας επαγγελματικής χρήσης. Για τη συνεχή εξυπηρέτηση του καταναλωτή, η εγκατάσταση θα πρέπει να περιλαμβάνει και μια μονάδα αποθήκευσης (μπαταρίες) και διαχείρισης της ενέργειας. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα φωτοβολταϊκά χρησιμοποιούνται για παροχή ηλεκτρικής ενέργειας εφεδρείας (δηλαδή ως συστήματα αδιάλειπτης παροχής – UPS). Στην περίπτωση αυτή, το σύστημα είναι μεν διασυνδεδεμένο με τη ΔΕΗ, αλλά διαθέτει και μπαταρίες (συν όλα τα απαραίτητα ηλεκτρονικά) για να αναλαμβάνει την κάλυψη των αναγκών σε περίπτωση διακοπής του ρεύματος και για όσο διαρκεί αυτή. Κατά κανόνα τα φωτοβολταϊκά συστήματα που είχαν εγκατασταθεί παλιότερα στην Ελλάδα εξυπηρετούσαν απομονωμένες χρήσεις, σε σημεία όπου δεν υπάρχει δίκτυο της ΔΕΗ, επειδή στις περιπτώσεις αυτές η οικονομική βιωσιμότητα του συστήματος είναι πολύ πιο εμφανής. Σ’ αυτές τις περιπτώσεις, η εναλλακτική λύση μιας ηλεκτρογεννήτριας αποδεικνύεται μακροπρόθεσμα εξαιρετικά ακριβή. Όταν όμως υπάρχουν ισχυρά κίνητρα για την παραγόμενη ηλιακή κιλοβατώρα (όπως ισχύει πλέον από τον Ιούνιο του 2006), τότε συμφέρει τον καταναλωτή να είναι συνδεδεμένος με το δίκτυο και να πουλά ηλιακό ηλεκτρισμό σ’ αυτό έναντι μιας ορισμένης από το νόμο τιμής. Το πόσης ισχύος θα είναι το φωτοβολταϊκό σύστημα εξαρτάται μόνο από δύο παραμέτρους: τη διαθέσιμη επιφάνεια στο κτίριο ή το οικόπεδό σας για να εγκατασταθούν τα φωτοβολταϊκά και τα χρήματα που είστε διατεθειμένοι να επενδύσετε. Θα μπορούσατε π.χ. να βάλετε ένα σύστημα που καλύπτει μόλις το 10% των αναγκών σας (αν έχετε λίγο χώρο και χρήματα) ή και να υπερκαλύψετε πολλές φορές τις ανάγκες σας (πουλώντας πράσινη ενέργεια στο δίκτυο). Στην περίπτωση των αυτόνομων εφαρμογών, δεν υπάρχει μονοσήμαντη απάντηση. Θα πρέπει να έρθετε σε επαφή με μια εταιρία που εγκαθιστά φωτοβολταϊκά, να περιγράψετε τις ανάγκες σας και το προφίλ της κατανάλωσης ενέργειας που έχετε και να πάρετε μια προσφορά. Κι αυτό γιατί, το ίδιο σπίτι θα έχει πολύ διαφορετικές ενεργειακές ανάγκες αν χρησιμοποιείται ως κύρια κατοικία ή ως εξοχικό, ανάλογα με την περιοχή στην οποία βρίσκεται, τον αριθμό των ατόμων και τις ώρες που μένουν εκεί, ακόμα και τις συνήθειές τους. Η εταιρία που θα σας εγκαταστήσει το φωτοβολταϊκό σύστημα θα πρέπει να υπολογίσει τη βέλτιστη ισχύ ώστε να καλύψετε με ασφάλεια τις ανάγκες σας χωρίς να μπείτε σε περιττά έξοδα. Τα οφέλη από τη χρήση ηλιακής ενέργειας θα είναι πολύ πιο εμφανή αν εφαρμόζετε παράλληλα μεθόδους εξοικονόμησης και ορθολογικής χρήσης της ενέργειας. Μη ξεχνάτε ότι η εξοικονόμηση είναι η φθηνότερη και καθαρότερη μορφή ενέργειας. Η οικονομικότερη προσέγγιση επομένως για να αξιοποιήσετε την ηλιακή ενέργεια, είναι να μειώσετε όσο γίνεται τις ενεργειακές σας ανάγκες και κατόπιν να καλύψετε τις ανάγκες αυτές με την παραγωγή ηλεκτρισμού από τον ήλιο ή άλλες καθαρές πηγές ενέργειας ¹.

Ο inverter (αντιστροφέας ή μετατροπέας στα ελληνικά) είναι μία ηλεκτρονική συσκευή που μετατρέπει το συνεχές ρεύμα που παράγουν τα φωτοβολταϊκά σε εναλλασσόμενο αντίστοιχο με αυτό του δικτύου. Οι αντιστροφείς μπορεί να είναι μικροί (string inverters) ή κεντρικοί, ανάλογα με τις απαιτήσεις του συστήματος. Στην τεχνολογία στοιχειοσειρών (string), η φωτοβολταϊκή γεννήτρια χωρίζεται σε επιμέρους επιφάνειες μονάδας και σε κάθε μία από τις επιμέρους "στοιχειοσειρές" αντιστοιχίζεται ένας ξεχωριστός μετατροπέας. Χάρη σε αυτή την τεχνολογία μειώνονται τα έξοδα του συστήματος, η εγκατάσταση απλοποιείται σημαντικά και αυξάνεται η ενεργειακή απόδοση καθώς και η διαθεσιμότητα της εγκατάστασης. Οι κεντρικοί μετατροπείς ενδείκνυνται ιδιαίτερα για τη δημιουργία φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων με ομοιογενή δομή (πλαίσια του ίδιου τύπου με ταυτόσημο προσανατολισμό και κλίση). Χρησιμοποιούνται για εγκαταστάσεις άνω των 100 kWp και έχουν σχεδιαστεί για εξωτερική χρήση¹.

Η στήριξη των φωτοβολταϊκών πλαισίων γίνεται συνήθως με βάσεις αλουμινίου ή γαλβανισμένες (ή με συνδυασμό υλικών). Στο εμπόριο διατίθενται τυποποιημένες βάσεις για διάφορους τύπους πλαισίων. Τα πιο εξελιγμένα συστήματα στήριξης πληρούν τις προδιαγραφές DIN 1055, DIN 4113, DIN 18800 και έχουν μεγάλη αντοχή στην καταπόνηση. Η τοποθέτηση σε οικόπεδα γίνεται είτε με τσιμεντένιες βάσεις ή με πασσαλόπηξη ή με ειδικές βιδωτές βάσεις. Για τα κτίρια (δώματα και στέγες) παρέχεται μια μεγάλη ποικιλία τυποποιημένων βάσεων στήριξης για όλες τις εφαρμογές. Οι ηλιοστάτες (trackers) είναι συστήματα στήριξης επί εδάφους που ακολουθούν την πορεία του ήλιου εκμεταλλευόμενοι περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία και αυξάνοντας έτσι την απόδοση του συστήματος (συνήθως κατά 25%-40%), αυξάνοντας παράλληλα το κόστος και τα λειτουργικά της επένδυσης. Διακρίνονται σε μονοαξονικούς και διαξονικούς και παρέχονται σε μεγάλη ποικιλία μεγεθών. Για να αποφεύγονται οι σκιάσεις μεταξύ τους, απαιτείται μεγαλύτερη έκταση απ’ ό,τι για τις σταθερές βάσεις (συνήθως 1,5-3 φορές μεγαλύτερη έκταση).¹.