Przemiana promieniowania słonecznego na energię elektryczną jest jedynym znanym sposobem bezpośredniej przemiany światła na uniwersalny nośnik energii, jakim jest prąd elektryczny. Uzyskany w ten sposób prąd można zastosować w elektronice powszechnego użytku, systemach dołączonych do sieci elektroenergetycznej i systemach wolnostojących.
Systemy fotowoltaiczne można podzielić na autonomiczne i podłączone do sieci energetycznej. Pierwszy system składa się z trzech głównych części: zestawu połączonych szeregowo-równolegle modułów, elektronicznego urządzenia sterującego i układu magazynującego energię elektryczną (akumulatorów). W systemach podłączonych do sieci energetycznej panel wytwarzający napięcie stałe musi być łączony z odbiornikiem przez falownik, którego zadaniem jest zmiana prądu stałego na prąd zmienny o parametrach identycznych z panującymi w sieci energetycznej.
Moduły fotowoltaiczne znajdują szerokie zastosowanie do zasilania różnego typu urządzeń elektrycznych. Modularna budowa systemów fotowoltaicznych pozwala na ich wykorzystanie w niezwykle szerokim zakresie mocy - od kilku mW do zasilania np. zegarków, kalkulatorów, poprzez kilka kW w systemy zasilające odbiorców energii oddalonych od sieci energetycznej (takich jak np. schroniska górskie), aż po elektrownie fotowoltaiczne dołączone do sieci energetycznej o mocach rzędu kilku MW
Systemy dołączone do sieci dostarczają wytworzoną energię do sieci energetycznej. Mogą to być małe systemy o mocach rzędu kilku kW, instalowane zwykle na dachach budynków, tworzące rozproszony system energetyczny lub scentralizowane systemy o mocach rzędu megawatów. W systemach dołączonych do sieci, do montażu modułów PV wykorzystuje się istniejące elementy budynków, takie jak: dachy, fasady, bariery Dźwiękowe na drogach, lub specjalne konstrukcje ramowe ustawiane na otwartej przestrzeni. System taki zwykle jest wykorzystywany do pokrywania części lub całości zapotrzebowania budynku na energię. Gdy występuje nadprodukcja energii, jest ona sprzedawana do sieci energetycznej. W instalacji elektrycznej budynku stosuje się dwa liczniki energii mierzące przepływ energii w dwóch kierunkach, pozwalające na zliczanie energii zarówno pobieranej, jak i oddawanej do sieci energetycznej. Systemy dołączone do sieci są najdynamiczniej rozwijającą się gałęzią fotowoltaiki
Zalety systemu fotowoltaicznego:
1. zachodzi bezpośrednia przemiana energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną, która gwarantuje niezależność od rosnących cen energii konwencjonalnej,
2. stanowi atrakcyjne źródło mocy nie wymagające operatora, paliwa i transportu,
3. brak zanieczyszczeń odpadami i produktami spalania,
4. nie wymaga magazynowania opału oraz składowania i utylizacji produktów spalania,
5. nie wymaga systemu intensywnego chłodzenia,
6. jest ekonomicznie opłacalny w długim czasie eksploatacji,
7. zainstalowany system fotowoltaiczny podnosi wartość nieruchomości,
8. nie wymaga remontów i napraw amortyzacyjnych,
9. przemienia nie tylko bezpośrednie, ale i rozproszone promieniowanie słoneczne (na przykład przy zachmurzeniu).
