PV หรือ Solar Cell คือ อุปกรณ์ที่สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์หรือแสงสว่างได้โดยตรง เซลล์แสงอาทิตย์สร้างจากสารกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิคอน (Silicon), แกลเลี่ยม อาเซไนด์ (Gallium Arrsenide), อินเดียม ฟอสไฟด์ (Indium Phosphide), แคดเมียม เทลเลอไรด์ (Cadmium Telluride) และคอปเปอร์ อินเดียม ไดเซเลไนด์ (Copper Indium Diselenide) เมื่อดูดกลืนพลังงานแสงอาทิตย์แล้วเปลี่ยนเป็นพาหะนำไฟฟ้า และจะถูกแยกเป็นประจุไฟฟ้าบวกและลบเพื่อให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วทั้งสองของเซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อนำขั้วของเซลล์แสงอาทิตย์ต่อเข้ากับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรง จะสามารถทำงานได้

ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ จะใช้หลักการโฟโตอิเล็กตริกของสารกึ่งตัวนำ โดยใช้การเคลื่อนของอิเล็กตรอน ซึ่งไม่ส่งผลกระทบต่อการสึกหรอของวัตถุ ทำให้อายุการใช้งานของเซลล์แสงอาทิตย์ยาวนานถึง 20-25 ปี

โดยทั่วไปแล้วพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบพื้นโลกบนพื้นที่ 1 ตารางเมตรจะได้รับพลังงานประมาณ 1,000 วัตต์ ซึ่งใน 1 วันเราสามารถรับพลังงานแสงอาทิตย์ได้เต็มที่ประมาณ 4-5 ชั่วโมง และประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าจะอยู่ที่ประมาณ 10-16% ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งหมายความว่า เซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 1 ตารางเมตรสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ 100-160 วัตต์ และใน 1 วันสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ 500-800 วัตต์

ด้วยตัวของเซลล์แสงอาทิตย์เองนั้นไม่สามารถกักเก็บพลังงานไว้ได้ แต่เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นกระแสไฟฟ้า โดยเมื่อดูดกลืนแสงอาทิตย์ได้จะผ่านกระบวนการก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้า ซึ่งเป็นไฟฟ้ากระแสตรง สามารถนำกระแสไฟฟ้าไปใช้ได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้สำหรับไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่ได้จากเซลล์แสงอาทิตย์ไม่มากนัก จึงมีการนำเซลล์หลายๆ เซลล์มาต่อกันเป็นแผง เพื่อให้ได้กระแสไฟฟ้ามากเพียงพอสำหรับใช้งาน และหากต้องการเก็บพลังงานไว้ใช้เวลาไม่มีแสงแดดหรือใช้งานอื่นๆ จะต้องนำเซลล์ต่อเข้ากับแบตเตอรี่ (Battery) ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเก็บพลังงานไว้ใช้ รวมถึงต้องมีเครื่องควบคุมการประจุ (Charge Controller) ซึ่งจะทำหน้าที่ควบคุมและป้องกันการประจุกระแสไฟฟ้าให้มีปริมาณเหมาะสมกับแบตเตอรี่

สภาพอากาศเย็นจะทำให้เซลล์แสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพสูงในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า และทำงานได้ดีกว่าในสภาวะที่อุณหภูมิสูงหรืออากาศร้อน สาเหตุ คือ เซลล์แสงอาทิตย์เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ผลิตกระแสไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ กลไกการทำงานบางอย่าง ไม่เอื้ออำนวยต่อการทำงานในสภาวะอากาศที่อุณหภูมิสูง สำหรับในฤดูหนาว ซึ่งสภาพอากาศเย็น แต่เซลล์แสงอาทิตย์กลับสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้น้อยกว่าในฤดูร้อน ทั้งนี้เพราะช่วงเวลากลางวันสั้นกว่า, ดวงอาทิตย์ทำมุมต่ำกว่า และมีเมฆปกคลุมบดบังแสงอาทิตย์มากกว่าฤดูร้อน

ปัจจุบัน ได้มีการนำพลังงานจากธรรมชาติมาใช้ให้เกิดประโยชน์อย่างมากมาย และเซลล์แสงอาทิตย์เป็นหนึ่งในหลายวิธีในการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาทดแทนพลังงานในรูปแบบอื่นๆ รวมถึงเป็นการใช้พลังงานจากธรรมชาติที่คุ้มค่าและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ดังต่อไปนี้

• ไม่ใช้เชื้อเพลิงใดๆ นอกจากแสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นพลังงานที่สะอาด ไม่ก่อปฏิกิริยาที่จะทำให้สิ่งแวดล้อมเป็นพิษ
• ไม่มีการเผาไหม้ จึงไม่ก่อให้เกิดมลภาวะด้านอากาศและน้ำ
• ไม่มีการเคลื่อนไหวขณะใช้งานและไม่เกิดเสียงขณะใช้งาน จึงไม่ก่อให้เกิดมลภาวะด้านเสียง
• ช่วยลดปัญหาการสะสมของก๊าซต่างๆ ในบรรยากาศ เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์, ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์, ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์, ก๊าซไฮโดรคาร์บอน และก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ ฯลฯ ซึ่งเป็นผลจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงพวกน้ำมัน ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ ล้วนแล้วแต่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เกิดปฏิกิริยาเรือนกระจก ทำให้โลกร้อนขึ้น เกิดฝนกรด และอากาศเป็นพิษ ฯลฯ
• ไม่เกิดของเสียขณะใช้งาน จึงไม่มีการปล่อยมลพิษทำลายสิ่งแวดล้อม

เซลล์แสงอาทิตย์สามารถนำไปติดตั้งได้ทุกสถานที่ ภายใต้เงื่อนไข ดังนี้

• ติดตั้งในที่โล่ง ไม่มีเงามาบดบังเซลล์แสงอาทิตย์
• ไม่อยู่ใกล้แหล่งที่มีฝุ่น (แนะนำให้ติดตั้งบนหลังคาหรือที่สูงจากพื้นดิน)
• ควรวางให้มีความลาดเอียง ประมาณ 10-15 องศาจากระดับแนวนอน และหันหน้าแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไปทางทิศใต้ การวางแผงเซลล์แสงอาทิตย์ให้เกิดความลาดเอียงจะช่วยระบายน้ำฝนและป้องกันการท่วมขังของน้ำฝนบนแผงเซลล์แสงอาทิตย์
  

การที่มีสิ่งสกปรกตกค้างบนแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ไม่ว่าจะเป็น ฝุ่น, มูลนก, ใบไม้ หรือละอองของเขม่า เป็นต้น สิ่งสกปรกเหล่านี้จะบดบังแสงที่มาตกกระทบบนผิวหน้าของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ทำให้ผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ลดลง ดังนั้น ถ้าพบว่ามีสิ่งสกปรกตกค้างอยู่บนแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ให้ใช้น้ำสะอาดล้างทำความสะอาด ห้ามใช้น้ำยาอื่นๆ ล้าง หรือใช้กระดาษทรายขัดผิวหน้าของแผงเซลล์แสงอาทิตย์เด็ดขาด ซึ่งการทำความสะอาดเช่นนี้ควรทำเป็นระยะๆ หรือเมื่อสังเกตเห็นว่ามีสิ่งสกปรกตกค้างบนแผงเซลล์แสงอาทิตย์

สถานที่เหมาะสมในการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ จะต้องให้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้รับแสงอาทิตย์อย่างเต็มที่ เช่น บนหลังคาบ้าน, อาคารสำนักงาน และโครงสำหรับยึดแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ควรหลีกเลี่ยงการถูกบดบังจากร่มเงา เช่น ต้นไม้ และสิ่งปลูกสร้างอื่นๆ ฯลฯ รวมถึงควรหันแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไปในทิศที่รับแสงอาทิตย์ช่วงเวลากลางวัน เพื่อให้สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้มากที่สุด สำหรับระบบที่ติดตั้งแบบอิสระ ควรติดตั้งให้แผงเซลล์แสงอาทิตย์อยู่ใกล้กับแบตเตอรี่ เพื่อให้เกิดการสูญเสียพลังงานเนื่องจากสายไฟน้อยที่สุด

สามารถใช้ได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับ โดยต้องมีการติดตั้งเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Inverter) ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ด้วย เพื่อทำการแปลงไฟฟ้ากระแสตรงที่ผลิตได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ สามารถใช้ได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์

ลักษณะการต่อเชื่อมแบตเตอรี่ มีผลต่อขนาดแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับความต้องการนำไปใช้งาน และจะต้องเป็นแบตเตอรี่ชนิดเดียวกันเท่านั้นที่จะนำมาต่อเชื่อมกัน "หากผู้ใช้ต้องการแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น" ขอแนะนำให้ต่อเชื่อมแบตเตอรี่แบบอนุกรม (ข้อ 1) โดยการต่อเชื่อมแบตเตอรี่ทำได้ดังนี้

1. การต่อเชื่อมแบตเตอรี่แบบอนุกรม นำขั้วบวกของแบตเตอรี่อันที่ 1 ต่อเข้ากับขั้วลบของแบตเตอรี่อันที่ 2 และนำขั้วบวกของแบตเตอรี่อันที่ 2 ต่อเข้ากับขั้วลบของแบตเตอรี่อันที่ 3 ทำเช่นนี้ต่อไปจนครบจำนวนแบตเตอรี่
   แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ทั้งหมดเท่ากับ ผลรวมของแรงดันไฟฟ้าแต่ละแบตเตอรี่มารวมกัน
   กระแสไฟฟ้าของแบตเตอรี่ทั้งหมดเท่ากับ ค่าของกระแสไฟฟ้าของแบตเตอรี่เซลล์เดียวเท่านั้น ไม่เปลี่ยนแปลง
   
2. การต่อเชื่อมแบตเตอรี่แบบขนาน นำขั้วบวกของแบตเตอรี่อันที่ 1 ต่อเข้ากับขั้วบวกของแบตเตอรี่อันที่ 2 และนำขั้วบวกของแบตเตอรี่อันที่ 2 ต่อเข้ากับขั้วบวกของแบตเตอรี่อันที่ 3 ทำเช่นนี้ต่อไปจนครบจำนวนแบตเตอรี่ จากนั้นนำขั้วลบของแบตเตอรี่อันที่ 1 ต่อเข้ากับขั้วลบของแบตเตอรี่อันที่ 2 และนำขั้วลบของแบตเตอรี่อันที่ 2 ต่อเข้ากับขั้วลบของแบตเตอรี่อันที่ 3 ทำเช่นนี้ต่อไปจนครบจำนวนแบตเตอรี่เช่นเดียวกัน
   แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ทั้งหมดเท่ากับ ค่าของแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เซลล์เดียวเท่านั้น ไม่เปลี่ยนแปลง
   กระแสไฟฟ้าของแบตเตอรี่ทั้งหมดเท่ากับ ผลรวมของกระแสไฟฟ้าแต่ละแบตเตอรี่มารวมกัน
   
3. การต่อเชื่อมแบตเตอรี่ทั้งแบบอนุกรมและแบบขนาน โดยนำลักษณะการต่อเชื่อมแบตเตอรี่ 2 แบบมารวมกัน เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าตามที่ต้องการ

สภาวะการประจุกระแสไฟฟ้าในแบตเตอรี่มากเกินไป จะเกิดขึ้นเมื่อมีการประจุกระแสไฟฟ้าเข้ามาเก็บไว้ทดแทนปริมาณที่จ่ายออกไป ซึ่งการประจุกระแสไฟฟ้าที่มากเกินไปนี้ทำให้เกิดความร้อนมากเกิน อันเป็นสาเหตุให้เพลตในเซลล์ของแบตเตอรี่โค้งงอและลอกหลุดได้ นอกจากนี้ยังผลิตก๊าซไฮโดรเจนและออกซิเจน ซึ่งเป็นผลให้เกิดการแตกตัวของโมเลกุลของน้ำภายในสารละลาย สำหรับแบตเตอรี่ชนิด maintenance-free จะทำให้เสื่อมแบบถาวร
การจ่ายกระแสไฟฟ้าที่มากเกินไปของแบตเตอรี่ ก็สร้างความเสียหายให้กับแบตเตอรี่ได้เช่นเดียวกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสารประกอบทางเคมีของแบตเตอรี่ ซึ่งแบตเตอรี่ชนิด Lead Acid จะให้จ่ายกระแสไฟฟ้าได้น้อยกว่าแบตเตอรี่ชนิด Ni-Cad หรือแบตเตอรี่ชนิด Ni-MH ส่วนแบตเตอรี่ชนิด Sealed Lead Acid จะให้จ่ายกระแสไฟฟ้าได้ 85% ที่แรงดันไฟฟ้าปกติของแบตเตอรี่ (เท่ากับ 10.2 โวลต์ที่แบตเตอรี่ 12 โวลต์)

อุปกรณ์ประหยัดพลังงานแสงสว่าง (LES) จะช่วยให้คุณลดค่าใช้จ่ายได้หลายด้านด้วยกัน ไม่เพียงแต่จะช่วยลดค่าไฟฟ้าที่จ่ายให้กับระบบแสงสว่างและเครื่องปรับอากาศเท่านั้น (ถ้ามีการติดตั้งเครื่องปรับอากาศในสถานที่นั้น) LES ยังจะช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ระบบแสงสว่าง ซึ่งจะทำให้ค่าใช้จ่ายเกี่ยวกับอุปกรณ์ระบบแสงสว่างลดน้อยลง รวมถึงลดค่าบำรุงรักษาระบบแสงสว่างด้วย

ในกรณีที่พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟสูงกว่าปกติ จะทำให้หลอดไฟได้รับพลังงานที่สูงเกินไป ซึ่งมีผลทำให้หลอดไฟเสื่อมประสิทธิภาพเร็วขึ้น อายุการใช้งานของหลอดไฟสั้นลงและเป็นการสิ้นเปลือง ดังนั้น ถ้าสามารถควบคุมพลังงานที่จ่ายให้กับหลอดไฟหรือระบบแสงสว่างให้อยู่ในระดับปกติและคงที่ได้ จะเป็นช่วยยืดอายุการใช้งานของหลอดไฟได้

LES สามารถนำไปใช้ได้กับหลอดไฟประเภท หลอดฟลูออเรสเซนต์และหลอดก๊าซดิสชาร์จ เช่น หลอดโซเดียมความดันไอสูง, หลอดโซเดียมความดันไอต่ำ และหลอดเมตัลฮาไลด์ ฯลฯ ซึ่งคุณสามารถพิจารณาข้อมูลได้จากตารางดังต่อไปนี้ (ตารางแสดงอัตราเฉลี่ยของพลังงานไฟฟ้าที่ประหยัดได้สำหรับหลอดไฟประเภทต่างๆ เมื่อใช้ LES)