Το βασικό στοιχείο μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική είναι το φωτοκύτταρο(cell)
Τα ηλιακά φωτοκύτταρα δεν χρησιμοποιούν χημικές αντιδράσεις για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος.
Αυτές μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ενέργεια ηλεκτρικού ρεύματος. Δεν αποθηκεύουν την ενέργεια.
Η τάση των κυττάρων είναι ανάλογος προς την ποσότητα ηλιακής δέσμης που πίπτει επί του κυττάρου,
αλλά είναι γενικά μικρότερη από 0,5 Volts.
Η ηλιακή ενέργεια που φθάνει στην επιφάνεια της γης είναι περίπου 1 κιλοβάτ ανά τετραγωνικό μέτρο.
Τα φωτόνια που ενεργοποιούνται θα πρέπει να έχουν ενέργεια > 1,08eV(threshold)
Στην πράξη, το τυπικό φωτοβολταϊκό κύτταρο έχει ένα συνολικό πάχος μεταξύ 0,25 και 0,35 mm
και είναι κατασκευασμένο από μονο- ή πολυ-κρυσταλλικό πυρίτιο.
πηγή : wikipedia
Καμπύλη ρεύματος - τάσης:Μια τυπική καμπύλη ρεύματος-τάσης για φωτοβολταϊκές μονάδες δείχνει πώς ο κάθε παράγοντας
σχετίζεται με τον άλλο σε ένα προκαθορισμένο επίπεδο θερμοκρασίας και ηλιοφάνειας.
Η ισχύς(ampere) του συλλέκτη ως προς την τάση(voltage) φαίνεται επίσης σ'αυτό το γράφημα.
Voc=τάση ανοικτού κυκλώματος
Vmp=τάση μέγιστης ισχύος
Pmp=μέγιστη ισχύς
Ιmp=ρεύμα μέγιστης ισχύος
Isc=ρεύμα βραχυκύκλωσης(το φωτοβολταικό είναι απευθείας συνδεδεμένο στη μπαταρία)
Ηλιοφάνεια(irradiance):Μια φωτοβολταϊκή μονάδα μεταβάλλεται ανάλογα με την ακτινοβολία ή την ένταση του ηλιακού φωτός.
Όπως δείχνει το γράφημα,το ρεύμα(ampere) αλλάζει δραματικά καθώς ακτινοβολία μεταβάλλεται,
αλλά η τάση παραμένει σχετικά σταθερή.
Η ηλιακή απόδοση μετατροπής των φωτοβολταικών κυττάρων έχει βελτιωθεί τα τελευταία χρόνια να κυμαίνεται μεταξύ 20% και 30%,
αλλά εξακολουθούν να παράγουν μόνο 150 W / m2 σε έντονο ηλιακό φως.
Ενα μέγιστο μέγεθος ενός φωτοβολταικού εν σειρά για ένα τυπικό αυτοκίνητο είναι 3 μ2.
Στην καλύτερη περίπτωση, σε έντονο ηλιακό φως, αυτό θα δημιουργήσει μόνο 0,5 kW (λιγότερο από 1 hp) ισχύος
που δεν είναι αρκετή για να οδηγήσει ένα όχημα όσο ελαφρύ και να είναι,
ή ακόμα και να φορτίσει αρκετά μια μπαταρία.
Λαμβανομένων υπόψη των ωρών, όταν υπάρχει συννεφιά και επειδή το φωτοβολταικό κύτταρο
θα είναι συχνά θωρακισμένο ή θα κλίνει με γωνία προς τον ήλιο, η μέση ισχύς που θα παράγεται από τη διάταξη
θα ήταν μικρότερη από 30 W / m2, ακόμη και σε ένα ηλιόλουστο κλίμα.
Αυτό καθιστά την ηλιακή ενέργεια ακόμα ανέφικτη για οχήματα.
