Jednym z podstawowych źródeł energii odnawialnej, możliwym do wykorzystania, jest Słońce. W praktyce wszystkie źródła energii odnawialnej opierają się o energię słoneczną. Dzięki Słońcu na naszej planecie  występują takie zjawiska pogodowe jak deszcz (rzeki) - zapory wodne i wiatr - elektrownie wiatrowe. Jednak tylko fotoogniwa zamieniają bezpośrednio energię słoneczną w elektryczną. Fotoogniwa są często mylone z kolektorami słonecznymi służącymi wyłącznie do podgrzania wody. Dlatego dla odróżnienia często podaje się inne nazwy: ogniwa słoneczne, baterie fotoelektryczne, panele słoneczne (fotowoltaiczne).

Korzyścią płynącą z montażu fotoogniw jest fakt, iż codziennie produkują energię elektryczną. Wielkość tej energii jest oczywiście zmienna w zależności od pory roku, zachmurzenia, temperatury czy lokalizacji inwestycji. Niemniej jednak mamy pewność, że pewna ilość energii zostanie codziennie wytworzona. Dzięki precyzyjnym obliczeniom na etapie projektowania, opartym na podstawie wieloletnich badań natężenia Słońca w stacjach meteorologicznych, jesteśmy w stanie obliczyć średnią ilość energii, jaka zostanie wyprodukowana.

Fotoogniwa wytwarzają prąd elektryczny dzięki promieniom słonecznym (fotonom) padającym na powierzchnię absorpcyjną panelu. Ze względu na brak elementów mechanicznych fotoogniwa są bardzo niezawodne i proste w montażu. Fotoogniwa występują samodzielnie w postaci pojedynczych paneli lub w zespołach nawet po kilkaset sztuk. Buduje się z nich farmy słoneczne po kilkanaście, kilkadziesiąt kilowatów mocy.

Fotoogniwa mogą być mocowane na urządzeniach podążających za słońcem (tzw. trackery). Niestety w naszych warunkach klimatycznych trackery nie bardzo się sprawdzają. Wzrost efektywności fotoogniw jest nieadekwatny do kosztów trackera. Ze względu na oblodzenie jakie występuje zimą trackery ulegają uszkodzeniu. Ponadto w czasie stosunkowo krótkich dni ilość prądu jaką pochłania obsługa trackera może nie pokryć energii uzyskanej z fotoogniwa. Poza tym baterie słoneczne zamocowane na trackerach muszą być od siebie oddalone i przez to wykorzystanie powierzchni jest gorsze niż w instalacjach stacjonarnych. Dlatego zalecamy raczej zwiększenie ilości fotoogniw bez stosowania dodatkowych elementów mechanicznych niż stosowanie urządzeń podążających za słońcem.   Ogniwa fotowoltaiczne (fotoelektryczne) składają sie z pojedynczych cel elektrycznych. Grupy cel łączy się w baterie słoneczne a grupy baterii słonecznych połączone są w panele słoneczne.  

• Zbudowane na krzemie monokrystalicznym. Mają one czarny matowy wygląd. Charakteryzują się największą sprawnością konwersji energii świetlnej na prąd elektryczny. Ich sprawność wynosi od 15-18%. 
• Zbudowane na krzemie polikrystalicznym. Są one koloru ciemno niebieskiego z wyraźnie widocznymi kryształami. Posiadają mniejszą sprawność rzędu 10-12%.
• Zbudowane na krzemie amorficznym. Są koloru brązowego. Można je w nieznaczym stopniu wyginać i wykrzywiać. Najczęściej spotykamy je w kalkulatorach i innych niewielkich urządzeniach elektronicznych. Sprawność wynosi 6-8%.
• Zbudowane na bazie pierwiastków innych niż krzem. Nie są zbyt często spotykane, zbudowane zazwyczaj jako odpowiedniki ogniw krzemowych. Posiadają sprawność zbliżoną do paneli amorficznych i podobnie można je nieznacznie wyrzywiać.
• Panele organiczne. Prototypowe rozwiązania, które polegają na umieszczeniu pomiędzy elektrodami elektrolitu pochodzenia organicznego. Obecnie w fazie testów i badań labolatoryjnych. W przyszłości umożliwią produkcję paneli bez konieczności stosowania krzemu (będą tańszym rozwiązaniem). Jednak zgodnie z zasadą "co jest tanie, to jest drogie" sprawność wynosi zaledwie 5%.
  

• Czym jest sprawność?

• Jak to jest możliwe, że pomimo mniejszej sprawności występują panele monokrystalicze i polikrystaliczne o tej samej mocy?

• Czy można wykorzystać fotoogniwa do podgrzania ciepłej wody?

Wielu osobom może się wydawać, że za pomocą fotoogniw nie można lub nie opłaca się ogrzewać wody. Nic bardziej mylnego. Poniżej przedstawiamy chyba najprostszy i bardzo wydajny w stosunku do innych system grzania wody.

Dla naszego przykładu połączymy 10 szt. paneli SL100CE-24M. Dadzą one łącznie 10*24V=240V. Tym samym otrzymamy moc 1000W (10szt*100W). Przewody z fotoogniw („+” i „–”) łączymy do grzałki 230V (dla grzałki w praktyce nie ma znaczenia czy to prąd stały czy zmienny). Dzięki temu grzałka będzie grzała z większą mocą kiedy będzie słońce, z mniejszą, kiedy będą chmury lub noc, ale cały czas będzie grzała! Gdyby woda miała się zbytnio nagrzać, warto w obieg elektryczny między grzałkę a fotoogniwa włączyć termostat, który odetnie zasilanie grzałki przy zadanej temperaturze. Instalacja prosta, sprawna i niezawodna. Mało tego, fotoogniwa mogą być różne.

Ktoś mógłby powiedzieć dobrze, ale przecież to tylko 1kW, a np. kolektory słoneczne mają moc co najmniej 2,5kW. Faktycznie kolektory jako takie mają zwykle moc większą, tylko że spora część tej mocy jest tracona. Wynika to z pośrednich czynników takich jak przepływ ciepła przez rury oraz kilkukrotna wymiana ciepła na kolejnych wymiennikach. Dodatkowo kolektor słoneczny nie będzie już grzał wody, jeżeli sam nie będzie dość nagrzany. Przy różnicy temperatur mniejszej niż 10 stopni C pompa nie włączy obiegu glikolu. Zauważmy też, że potrzeba energii na pracę pompy. Dla fotoogniw wystarczy dowolna ilość fotonów, a one już zaczną przekazywać energię do grzałki.

Zimą praktycznie nie ma mowy, żeby nawet kolektory próżniowe mogły się nagrzać do takiego stopnia, żeby zaczęły przekazywać ciepło do wody. Dla fotoogniwa wystarczy, że będzie widno. Nie musi być słońca! Latem kolektory słoneczne mogą osiągać zbyt wysoką temperaturę, co może doprowadzić nawet do zagotowania glikolu. Dlatego instalację trzeba czasem zakryć lub schłodzić. Fotoogniwa nie wymagają żadnych dodatkowych zabiegów. Termostat po prostu odcina zasilanie.

Możemy przyjąć, że moc fotoogniw może być 2,5 raz mniejsza, niż moc cieplna kolektorów słonecznych dla instalacji o tych samych parametrach użytkowych.

Proszę teraz porównać koszty kompletnej instalacji z kolektorów słonecznych, przemyśleć, ile bałaganu będzie podczas przekuwania się przez ściany, stropy podczas instalacji rur, dodać koszt serwisowania pompy, wymiany glikolu itp. i porównać to do położenia dwóch przewodów od fotoogniw do najczęściej już istniejącej grzałki.

Ktoś mógłby w tym miejscu zapytać: "gdzie jest w tym wszystkim kruczek? Dlaczego wszyscy montują kolektory zamiast fotoogniw?" Odpowiedź jest prosta. Po pierwsze ceny fotoogniw w ostatnim okresie spadły o ponad 50%,  a nie wszyscy jeszcze są tego świadomi i porównują stare ceny. Po drugie na kolektory słoneczne są dotacje, a na fotoogniwa nie. Wreszcie po trzecie ten 1kW fotoogniw zajmuje około 4 razy więcej miejsca niż 2,5kW kolektorów słonecznych. Nie każdy ma tak dużo wolnej powierzchni.

Ogniwa fotowoltaiczne mają jeszcze jedną istotna cechę. Po zastosowaniu przetwornicy zawsze można wykorzystać fotoogniwa do zasilania własnych odbiorników 230V lub, jeżeli ktoś tylko zechce, może wytworzoną energię elektryczną odsprzedać do zakładu energetycznego.