Wykorzystywanie energii odnawialnej w ekologicznych domach przynosi globalne korzyści ekonomiczne i środowiskowe. jednym z tych źródeł są ogniwa fotowoltaiczne. Energia elektryczna wytwarzana przez tradycyjne potężne elektrownie cieplne wpływa w sposób negatywny na środowisko naturalne oraz z roku na rok drożeje. Alternatywą dla konwencjonalnych metod produkcji energii jest technologia solarna, która bazuje na nieograniczonej mocy słońca.
Jednym z największych odkryć w dziedzinie energetyki jest efekt fotowoltaiczny, który pozwala na pozyskanie energii ze słońca. Elektryczność powstaje w wyniku procesu wyzwalania siły elektromotorycznej za pomocą promieni słonecznych. Ten skuteczny efekt przyczynił się do powstania ogniw fotowoltaicznych.
Ogniwa fotowoltaiczne składają się z modułów zbudowanych z kilku elementów. W szczelnej obudowie znajdują się płytki z krzemu amorficznego w których wytwarza się napięcie elektryczne. Całość pokrywa szkło antyrefleksyjne, które przepuszcza promienie słoneczne. Do urządzenia przylega wodoodporna skrzynka podłączeniowa z kontaktami. Zastosowana przy produkcji ogniw technologia mikrokrystaliczna daje gwarancje efektywności modułów bez względu na temperaturę pracy oraz usytuowanie względem światła. Warstwy modułów są na tyle cienkie, że mogą być zastosowane w różnych warunkach. Dlatego projektanci mogą swobodnie łączyć moduły z elementami budynków.
Panele fotowoltaiczne mają szerokie zastosowanie zarówno w budynkach mieszkalnych jak i przemysłowych. Wygląd i parametry techniczne paneli powinny być dostosowane do indywidualnych potrzeb. System paneli fotowoltaicznych może mieć zróżnicowane parametry techniczne dotyczące mocy nominalnej, sprawności, napięcia w punkcie mocy maksymalnej, natężenia prądu w punkcie mocy maksymalnej, napięcia rozwarcia i prądu zwarciowego. Występują panele o różnym wymiarze i wadze.
Moduły mogą być montowane na dachach skośnych i płaskich z różnym rodzajem pokrycia jak blachodachówka czy gonty. Dostępne są ponadto projekty systemów wolnostojących na ziemi.
Nowoczesne panele montowane na dachach posiadają konstrukcję jednolitą bez ram, gdzie moduły fotowoltaiczne nachodzą na siebie. Całość nie wymaga użycia membran wodoodpornych, a lekka konstrukcja nie obciąża więźby dachowej.
Panele montowane na dachach płaskich posiadają lekkie i bezpieczne konstrukcje spełniające wymogi dotyczące parametrów obciążeń i czynników atmosferycznych. Moduły są w formie prefabrykatów instalowanych w rzędach na szynach montażowych. Dodatkowe owiewki chronią system przed zbyt silnym wiatrem.
Odpowiednio zamontowany system solarny gwarantuje równomierny podział energii w całym obiekcie. Dlatego moduły powinny być usytuowane pod kątem 15 stopni do połaci dachu. Kierunek południowy montażu zapewnia największą efektywność w procesie pozyskania energii. Wydajność do 99% może być osiągnięta poprzez dodatkowe inwertory o stabilnej konstrukcji wykonanej ze stali nierdzewnej, odpornej na warunki atmosferyczne. W połączeniu z ogniwami fotowoltaicznymi gwarantują większą wydajność oraz ochronę poprzez zabezpieczenia przeciwprzepięciowe.
Zestaw modułów fotowoltaicznych posiada kilka niezbędnych komponentów do których należą falownik, akumulator i kontroler ładowania. Falownik jest urządzeniem centralnym przy pomocy którego ogniwa fotowoltaiczne doprowadzają energię elektryczną. Ma zapewnić stabilność bez względu na nasłonecznienie. Urządzenie monitoruje pobór mocy za pomocą oprogramowania oraz kontrolera z czytelnym wyświetlaczem. Dodatkowo urządzenie może być wyposażone w terminal, który umożliwia wygodną kontrolę w warunkach domowych.
Akumulator służy do magazynowania energii pozyskanej przez ogniwa fotowoltaiczne. Do systemów solarnych wykorzystywane są urządzenia o długim cyklu pracy. Ich wydajność zależy od pojemności baterii, sposobu eksploatacji oraz czynników atmosferycznych. Ciągłość pracy akumulatora zapewnia kontroler ładowania. Urządzenie powinno być dopasowane do napięcia oraz ilości paneli fotowoltaicznych. Dodatkowy kontroler eliminuje efekt odwrotnego przepływu prądu w nocy.
Potwierdzona skuteczność urządzeń generujących energię, zwiększa popularność ekologicznego budownictwa.