Energi fotovoltaik dihasilkan ketika sinar matahari diubah menjadi energi dengan menggunakan sel surya atau semikonduktor. Sel semikonduktor ini biasanya terbuat dari silikon dan tidak mengandung bahan korosif atau bagian yang bergerak. Selama sel surya terkena cahaya, mereka akan menghasilkan energi fotovoltaik dengan perawatan yang minimal. Energi ini juga ramah lingkungan, tenang, dan aman.
Istilah “fotovoltaik” memiliki dua bagian: foto, kata Yunani yang berarti cahaya, dan volta, referensi untuk inovator energi listrik Alessandro Volta. Pada tahun 1839, fisikawan Perancis Edmond Becquerel menemukan efek fotovoltaik, produksi volt dengan menggunakan semikonduktor. Penemuan ini mendorong eksperimen lebih lanjut dengan sumber cahaya dan semikonduktor, yang mengarah pada penemuan sel surya yang menghasilkan energi fotovoltaik.
Sel surya individu, juga disebut sel fotovoltaik, diproduksi dalam berbagai bentuk dan ukuran. Terkadang hanya satu sel yang dibutuhkan untuk menyalakan perangkat, tetapi paling sering banyak sel yang terhubung satu sama lain untuk membentuk panel atau modul surya. Modul-modul ini kemudian dapat dihubungkan untuk membuat susunan fotovoltaik yang dapat digunakan untuk memberi daya pada bangunan kecil atau kompleks besar. Output yang dihasilkan dari energi fotovoltaik tergantung pada ukuran array. Ukurannya dapat bervariasi, tergantung pada jumlah sinar matahari yang tersedia dan jumlah daya yang dibutuhkan.
Meskipun output daya dari sistem energi fotovoltaik tergantung pada jumlah keseluruhan paparan cahaya, itu masih akan menghasilkan energi pada hari berawan atau mendung. Untuk menyimpan energi ini untuk transmisi selanjutnya, berbagai sistem penyimpanan tersedia untuk konsumen. Sebagian besar sistem penyimpanan yang andal menggunakan kombinasi baterai isi ulang dan kapasitor penyimpan energi, beberapa di antaranya dapat dirancang untuk daya AC atau DC.
Jumlah daya yang tersedia pada hari berawan dan malam hari dalam sistem energi fotovoltaik tergantung pada keluaran energi modul fotovoltaik dan pengaturan baterai. Menambahkan modul dan baterai tambahan akan meningkatkan daya yang tersedia, tetapi juga akan meningkatkan biaya sistem. Untuk hasil terbaik, analisis menyeluruh antara kebutuhan vs. biaya harus dilakukan untuk membuat desain sistem yang akan menyeimbangkan biaya dan kebutuhan dengan kenyamanan penggunaan. Sistem yang dirancang dengan baik menawarkan kesempatan untuk ekspansi atau pengurangan karena kebutuhan energi meningkat atau menurun.
Energi fotovoltaik muncul sebagai solusi yang layak untuk masalah energi di seluruh dunia. Penggunaannya saat ini termasuk pembangkit listrik, transportasi, pasokan listrik pedesaan, dan jalan raya tenaga surya. Meskipun masih jauh dari menjadi sumber energi utama dunia, penelitian berkelanjutan tentang energi fotovoltaik dapat menjanjikan harapan di masa depan.