Aurinkosähkö tarjoaa kuluttajille mahdollisuuden tuottaa sähköä puhtaalla, hiljaisella ja luotettavalla tavalla. Aurinkosähköjärjestelmät koostuvat aurinkokennoista, laitteista, jotka muuttavat valoenergian suoraan sähköksi. Koska valonlähde on yleensä aurinko, niitä kutsutaan usein aurinkokennoiksi. Sana aurinkosähkö tulee sanoista “valo”, joka tarkoittaa valoa, ja “voltaic”, joka viittaa sähkön tuotantoon.
Siksi aurinkosähköprosessi “tuottaa sähköä suoraan auringonvalosta”. Aurinkosähköistä käytetään usein nimitystä PV. PV-järjestelmiä asentavat kuluttajat, joilla on jo verkkoon toimitettua sähköä, mutta jotka haluavat alkaa elää itsenäisemmin tai jotka ovat huolissaan ympäristöstä. Joissakin sovelluksissa, joissa tarvitaan pieniä määriä sähköä, kuten hätäpuhelulaatikot, aurinkosähköjärjestelmät ovat usein kustannuksiltaan perusteltuja, vaikka verkkosähkö ei ole kovin kaukana.
Kun sovellukset vaativat suurempia määriä sähköä ja sijaitsevat kaukana olemassa olevista voimalinjoista, aurinkosähköjärjestelmät voivat monissa tapauksissa tarjota edullisimman ja kannattavimman vaihtoehdon.
Nykyään katuvaloissa, porttien avaajissa ja muissa pienitehoisissa tehtävissä käytössä olevat aurinkosähköt ovat saamassa suosiota ympäri maailmaa, kun niiden hinta laskee ja tehokkuus kasvaa.
Asennettujen aurinkosähköjärjestelmien huipputeho maailmanlaajuisesti oli noin 5 300 MW vuoden 2005 lopussa, ja verkkoon kytketyt järjestelmät edustivat suurinta kasvualuetta. Huomaa, että aurinkosähköjärjestelmien kapasiteettikertoimet ovat noin 20 %, mikä on pienempi kuin monien muiden teollisten sähkönlähteiden. Siksi vuoden 2005 asennettu perusteho olisi antanut keskimääräisen tehon noin 1 060 MW (20 % × 5 300). Tämä edusti 0,03 prosenttia maailmanlaajuisesta kysynnästä tuolloin.
Laajamittaiset kannustinohjelmat, jotka tarjoavat taloudellisia kannustimia, kuten mahdollisuuden myydä ylimääräistä sähköä takaisin julkiseen verkkoon (“syöttötariffit”), ovat kiihdyttäneet huomattavasti aurinkosähköasennuksia monissa maissa, kuten Japanissa, Saksassa ja Yhdysvalloissa. osavaltioissa.
Vaikka aurinkosähkö ei aiheuta suoria päästöjä käytön aikana, se voi epäsuorasti aiheuttaa saastumista PV-moduulien valmistuksessa ja myöhemmässä hävittämisessä käytettävien teollisten prosessien vuoksi. Moduulin elinkaaren aikana tuotetut puhtaan energian vuodet korvaavat enemmän kuin tämän alkuperäisen saastumisen.
PV-kennot muuttavat auringonvalon suoraan sähköksi aiheuttamatta ilman tai veden saastumista. PV-kennot on valmistettu vähintään kahdesta kerroksesta puolijohdemateriaalia. Yhdellä kerroksella on positiivinen varaus, toisessa negatiivinen. Kun valo tulee soluun, puolijohdeatomit absorboivat osan valon fotoneista vapauttaen elektronit solun negatiivisesta kerroksesta virtaamaan ulkoisen piirin läpi ja takaisin positiiviseen kerrokseen. Tämä elektronien virtaus tuottaa sähkövirtaa.
Käytettävyyden lisäämiseksi kymmeniä yksittäisiä aurinkokennoja on liitetty toisiinsa suljetussa, säänkestävässä pakkauksessa, jota kutsutaan moduuliksi. Kun kaksi moduulia kytketään yhteen sarjaan, niiden jännite kaksinkertaistuu virran pysyessä vakiona. Kun kaksi moduulia kytketään rinnan, niiden virta kaksinkertaistuu jännitteen pysyessä vakiona. Halutun jännitteen ja virran saavuttamiseksi moduulit kytketään sarjaan ja rinnan niin kutsuttuun PV-ryhmään. Modulaarisen aurinkosähköjärjestelmän joustavuuden ansiosta suunnittelijat voivat luoda aurinkovoimajärjestelmiä, jotka voivat vastata monenlaisiin sähkötarpeisiin riippumatta siitä, kuinka suuri tai pieni.
Toisin kuin fossiilisiin polttoaineisiin perustuvissa teknologioissa, aurinkosähkö ei aiheuta käytön aikana haitallisia päästöjä, mutta paneelien valmistus aiheuttaa jonkin verran saasteita.
Vaikka aurinkosähköjärjestelmät saattavat vaatia huomattavia investointeja, ne voivat olla halvempia kuin sähköverkon laajentamiseen liittyvien kustannusten maksaminen.
