Fotoelementu enerģija rodas, kad saules gaisma tiek pārveidota enerģijā, izmantojot saules baterijas vai pusvadītājus. Šīs pusvadošās šūnas parasti ir izgatavotas no silīcija un nesatur korozīvus materiālus vai kustīgas daļas. Kamēr saules baterijas ir pakļautas gaismai, tās ražos fotoelektrisko enerģiju ar minimālu apkopi. Šī enerģija ir arī videi tīra, klusa un droša.
Terminam “fotoelements” ir divas daļas: foto, grieķu vārds, kas nozīmē gaismu, un voltaic, atsauce uz elektroenerģijas novatoru Alesandro Voltu. 1839. gadā franču fiziķis Edmonds Bekerels atklāja fotoelektrisko efektu — voltu veidošanos, izmantojot pusvadītāju. Šis atklājums pamudināja turpināt eksperimentēt ar gaismas avotiem un pusvadītājiem, kā rezultātā tika izgudrotas saules baterijas, kas ražo fotoelektrisko enerģiju.
Atsevišķas saules baterijas, ko sauc arī par fotoelementiem, tiek ražotas dažādās formās un izmēros. Dažreiz ierīces darbināšanai ir nepieciešama tikai viena šūna, bet visbiežāk daudzas šūnas ir savienotas viena ar otru, lai izveidotu saules paneļus vai moduļus. Pēc tam šos moduļus var savienot, lai izveidotu fotoelektriskos blokus, ko var izmantot mazu ēku vai lielu kompleksu barošanai. Rezultātā iegūtā fotoelektriskās enerģijas izvade ir atkarīga no masīva lieluma. Izmērs var atšķirties atkarībā no pieejamā saules gaismas daudzuma un nepieciešamās jaudas.
Lai gan fotoelektriskās enerģijas sistēmas jauda ir atkarīga no kopējā gaismas iedarbības daudzuma, tā joprojām ģenerēs enerģiju mākoņainās vai mākoņainās dienās. Lai uzglabātu šo enerģiju vēlākai pārraidei, patērētājiem ir pieejamas dažādas uzglabāšanas sistēmas. Visdrošākajās uzglabāšanas sistēmās tiek izmantotas uzlādējamu bateriju un enerģijas uzglabāšanas kondensatoru kombinācija, no kuriem daži var būt paredzēti maiņstrāvas vai līdzstrāvas barošanai.
Jaudas daudzums, kas pieejams mākoņainās dienās un naktī fotoelektriskajā enerģijas sistēmā, ir atkarīgs no fotoelektrisko moduļu enerģijas izvades un akumulatora izvietojuma. Papildu moduļu un bateriju pievienošana palielinās pieejamo jaudu, bet arī sadārdzinās sistēmu. Lai iegūtu vislabākos rezultātus, ir jāveic rūpīga vajadzību un izmaksu analīze, lai izveidotu sistēmas dizainu, kas līdzsvaros izmaksas un vajadzības ar lietošanas ērtībām. Sistēmas, kas ir labi izstrādātas, piedāvā iespēju paplašināt vai samazināt, palielinoties vai samazinoties enerģijas vajadzībām.
Fotoelementu enerģija kļūst par dzīvotspējīgu risinājumu enerģijas problēmām visā pasaulē. Tās pašreizējie lietojumi ietver spēkstacijas, transportu, lauku elektroenerģijas piegādi un saules enerģijas ceļus. Lai gan joprojām ir tālu no kļūšanas par galveno enerģijas avotu pasaulē, notiekošie pētījumi par fotoelementu enerģiju var dot cerības solījumu nākotnē.