خورشید نه تنها خود منبع عظیم انرژی است، بلکه سرآغاز حیات و منشاء تمام انرژی های دیگر است. طبق برآوردهای علمی در حدود ۶۰۰۰ میلیون سال از تولد این گوی آتشین می‌گذرد و در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به وزن خورشید که حدود ۳۳۳ هزار برابر وزن زمین است. این کره نورانی را می‌توان به‌عنوان منبع عظیم انرژی تا ۵ میلیارد سال آینده به حساب آورد.

قطر خورشید ۶۱۰ × ۳۹/۱ کیلومتر است و از گاز هایی نظیر هیدروژن (۸/۸۶ درصد) هلیوم (۳ درصد) و ۶۳ عنصر دیگر که مهمترین آنها اکسیژن – کربن – نئون و نیتروژن است تشکیل شده ‌است. میزان دما در مرکز خورشید حدود ۱۰ تا ۱۴ میلیون درجه سانتیگراد می‌باشد که از سطح آن با حرارتی نزدیک به ۵۶۰۰ درجه و به صورت امواج الکترو مغناطیسی در فضا منتشر می‌شود. زمین در فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید واقع است و ۸ دقیقه و ۱۸ ثانیه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد. بنابراین سهم زمین در دریافت انرژی از خورشید حدود از کل انرژی تابشی آن می‌باشد.

جالب است بدانید که سوختهای فسیلی ذخیره شده در اعماق زمین، انرژی های باد و آبشار و امواج دریاها و بسیاری موارد دیگر از جمله نتایج همین مقدار انرژی دریافتی زمین از خورشید می‌باشد.

خورشيد براي بيليونها سال انرژي را توليد كرده است. انرژي خورشيدي، پرتوهاي خورشيد است كه به زمين مي رسد.
انرژي خورشيد به طور مستقيم يا غير مستقيم مي تواند ديگر اشكال انرژي تبديل شود، همانند گرما و الكتريسيته. موانع اصلي (مشكلات، يا انتشار براي فائق آمدن) انرژي خورشيدي شامل

روشها متغير و متناوب كه آن به سطح مي رسد.
ناحيه بزرگ براي جمع آوري و ذخيره آن در يك سرعت مفيد مورد نياز است.
انرژي خورشيد براي حرارت آب، براي استفاده ديناميكي، حرارت فضايي ساختمانها، خشك كردن توليدات كشاورزي و توليد انرژي الكتريسيته مورد استفاده قرار مي گيرد.صفحه خورشیدی
در سال 1830 شاره شناي انگلیسی به نام جون هر شل John Herschel يك جعبه جمع آوري خورشيدي را براي پختن غذا در طول يك سفر در آفريقا استفاده كرد. هم اكنون مردم تلاش مي كنند انرژي خورشيدي را براي چيزهاي زيادي استفاده كنند.

كاربردهاي الكتريكي فتوو لتايك ها را آزمايش مي كنند يك فرايند كه توسط آن انرژي نور خورشيد به طور مستقيم به الكتريسيته تبديل مي شود. الكتريسيته مي تواند به طور مستقيم از انرژي خورشيد توليد شود و ابزارهاي فتوولتايك استفاده كند يا به طور غير مستقيم از ژنراتورهاي بخار ذخاير حرارتي خورشيدي را براي گرما بخشيدن به يك سيال كاربردي مورد استفاده قرار مي دهند.

انرژي فتو ولتايك
انرژي فتو ولتايك، تبديل نور خورشيد به الكتريسيته از ميان يك سلول فتو ولتاتيك (pvs) مي باشد، كه بطور معمول يك سلول خورشيدي ناميده مي شود. سلول خورشيدي يك ابزار غير مكانيكي است كه معمولاً از آلياز سيليكون ساخته شده است. نور خورشيد از فتونها، يا ذرات انرزي خورشيدي ساخته شده است اين فتونها مغادير متغیير انرژي را شامل مي شود مشابه طول مولد هاي متفاوت اسپكتروم هاي نوري هستند. وقتي فتونها به يك سلول فتو ولتاتيك بر خورد مي كند، ممكن است منعكس شوند، مستفيم از ميان آن عبور كنند، يا جذب شوند. فقط فتونها جذب شده انرژي را براي توليد الكتريسيته فراهم مي كنند.وقتي كه نور خورشيد كافي يا انرژي توسط جسم نيمه رسانا جذب شود، الكترون از اتم هاي جسم جابجا مي شوند.

رفتار خاصي سطح جسم در طول ساختن باعث مي شود سطح جلويي سلول كه براي الكترون هاي آزاد بيشتر پذيرش يابد.بنا براين الكترون ها بطور طبيعي به سطح مهاجرت مي كنند.

زماني كه الكترون ها موقعيت n را ترك مي كنند و سوراخ هايي شكل مي گيرد. تعداد الكترونها زياد است، هر كدام يك بار منفي را حمل مي كنند و به طرف جلو سطح سلول مي روند، در نتيجه عدم توازون بار بين سلولهاي جلويي و سطوح عقبي يك پتانسيل ولتاژ شبيه قطب هاي مثبت ومنفي يك باطري ايجاد مي شود.
وقتي كه دو سطح از ميان يك راه داخلي مرتبط مي شود، الكتريسيته جريان مي يابد. سلول فتو ولتاتيك قاعده بلوك ساختمان يك سيستم pv است. سلولهاي انفرادي مي توانند در اندازه هايي از حدود cm 1 تا cm10 از اين سو به آن سو متغير مي شود.
با اين وجود، توان 1 يا 2 وات توليد مي كند، كه انرژي كافي براي بيشتر كار بردها مناسب نيست. براي اينكه بازده انرژي را افزايش دهيم، سلولها بطور الكتريكي به داخل هواي بسته يك مدول سخت مرتبط مي شود.
مدولها مي توانند بيشتر براي شكل گيري يك آرايش مرتبط شوند. اصطلاح آرايش به كل صفحه انرژي اشاره مي كند، اگر چه آن از يك يا چند هزار مدول ساخته شده باشد، آن تعداد مدولهاي مورد نياز مي توانند بهم مرتبط شوند براي اينكه اندازه آرايش مورد نياز (توليد انرژي) را تشكيل دهند.
اجراي يك آرايش فتو ولتاتيك به انرژي خورشيد وابسته است. شرايط آب و هوايي (همانند ابر و مه) تاثير مهمي روي انرزي خورشيدي دريافت شده توسط يك آرايش pv و در عوض، اجرايي آن دارد. بيشتر تكنولوژي مدول هاي فتو ولتاتيك در حدود 10 درصد موثر هستند در تبديل انرژي خورشيد با تحقيق بيشتر مرتبط شوند براي اينكه اين كار را به 20 درصد افزايش دهند.

سلولهاي pv كه در سال 1954 توسط تحقيقات تلفني بل bell كشف شد حساسيت يك آب سيليكوني حاضر به خورشيد را به طور خاصي آزمايش كرد. ابتدا در گذشته در دهه 1950،pvs براي تامين انرژي قمر هاي فضا در يك مورد استفاده قرار گرفتند.
موفقيت pvs در فضا كاربرد هاي تجاري براي تكنولوژي pvs توليد كرد. ساده ترين سيستم هاي فتو ولتاتيك انرژي تعداد زيادي از ماشين حساب هاي كوچك و ساعتهاي مچي را هر روز استفاده كردند. بيشتر سيستم هاي پيچيده الكتريسيته را براي پمپاژ آب، انرژي ابزارهاي ارتباطي، و حتي فراهم كردن الكتريسيته براي خانه هايمان فراهم مي كنند.
تبديل فتو ولتاتيك به چندين دليل مفيد است. تبديل نور خورشيد به الكتريسيته مستقيم است، بنابراين سيستم هاي توليد كننده مكانيكي به حجم زيادي لازم نيستند. خصوصيت مدولي انرژي فتو ولتاتيك اجازه مي دهد به طور سريع آرايش ها در هر اندازه مورد نياز يا اجازه داده شده نصب شوند.
همچنين، تاثير محيطي يك سيستم فتو ولتاتيك حد اقل است، آب را براي سيستم نياز ندارد پختن و توليد محصول فرعي نيست. سلولهاي فتوولتاتيك، همانند باتريها، جريان مستقيم (dc) را توليد مي كنند كه به طور عمومي براي براي راههاي كوچكي مورد استفاده است (ابزار الكترونيك). وقتي كه جريان مستقيم از سلولهاي فتوولتاتيك براي كاربردهاي تجاري يا لحيم كردن كار برد هاي الكتريكي استفاده مي شود. شبكه هاي الكتريكي بايستي به جريان متناوب (AC) براي استفاده تبديل كننده ها تبديل شوند، ابزارهاي حالت جامد كه جريان مستقيم را به جريان متناوب تبديل مي كنند. به طور تاريخي PVS در جاهاي دور براي توليد الكتريسيته بكار گرفته شده است. با اين وجود يك بازار براي توليد از PVS را توزيع كنند ممكن است با بي نظمي قيمتهاي تبديل و توزيع همزمان با بي نظمي الكتريكي توسعه داده شود.
جايگزين ژنراتو هاي كوچك مقياس عددي در تغذيه كنندهاي الكتريكي مي توانند اقتصاد واعتبار سيستم توزيع را بهبود بخشد.
منبع: پارسیان سولار