Hệ thống điện mặt trời hiện nay gồm 2 cái hệ thống chính: hệ thống độc lập và hệ thống hòa lưới

1. Hệ thống hòa lưới:

Hệ thống pin năng lượng mặt trời sẽ nhận bức xạ mặt trời và chuyển hóa thành nguồn điện 1 chiều (DC). Nguồn điện DC này sẽ được chuyển đổi thành nguồn điện xoay chiều (AC) thông qua Grid Tie Inverter ( bộ chuyển đổi điện nối lưới hoặc còn gọi là bộ hòa lưới điện). Với bộ chuyển đổi này sẽ bảo đảm nguồn năng lượng được tạo ra từ hệ pin mặt trời sẽ được chuyển đổi ở chế độ rẻ nhất nhằm thông minh hóa nguồn năng lượng từ hệ pin mặt trời và chế tạo điện năng cho tải.
Bên cạnh đó việc inverter sở hữu chế độ thông minh, tự dò tìm và đồng bộ pha nhằm kết nối giữa điện năng tạo ra từ hệ pin mặt trời và điện lưới.

Giá thành của hệ thống hòa lưới được tính theo công suất lắp đặt, bình thường hệ thống dưới 10Kwp giá cho mỗi Kwp vào khoảng 1000 – 1200$, phải chăng hơn phân nửa so với hệ thống độc lập. Nếu lắp hệ thống to hơn thì giá thành trên mỗi Kw sẽ phải chăng hơn.

2. Hệ thống độc lập:

4 cái thiết bị chính

Để sở hữu hệ thống điện mặt trời độc lập, buộc phải đầu tư cả bộ gồm 4 dòng thiết bị chính là: tấm pin, bộ điều khiển sạc, bộ biến điện (DC-AC inverter) và bộ bình ắc-quy, trong ấy với 2 bộ phận đắt tiền nhất là tấm pin và bộ bình ắc-quy. Nếu hòa vào lưới điện, chúng ta sẽ ko bắt buộc tốn tiền cho bộ bình ắc-quy trữ điện và một số thiết bị, như vậy giá sẽ giảm xuống phân nửa.

Việc đầu tư hệ thống điện mặt trời với quy mô như thế nào là tùy thuộc vào nhu cầu tiêu dùng điện của hộ gia đình, cơ quan, doanh nghiệp. Đối với các cơ quan công sở, văn phòng làm việc nhỏ, ít người, có thể đầu tư một hệ thống điện mặt trời sở hữu công suất từ 1-3kW, giá mỗi kW khoảng 2000 – 3000 USD, diện tích giàn pin từ 8-25m2. Những văn phòng, công sở sở hữu nhiều người làm việc tiêu tốn nhiều điện năng, có thể lắp đặt hệ thống khoảng 10kW, giá 20,000 USD, diện tích giàn pin chiếm khoảng 80m2.

Trong công đoạn vận hành, hệ thống điện mặt trời hầu như không có sự cố hư hỏng gì. Chỉ mỗi bình ắc-quy là cần thay thế, cứ từ 3-5 năm một lần. Giá 1 cái bình ắc-quy hiện tại là 150 USD. Hệ thống sở hữu công suất 1kW buộc phải tới 6-8 cái bình ắc-quy như thế. Bộ điều khiển sạc và bộ biến điện cũng phải thay, cứ khoảng 10 năm 1 lần.

Đối với các hộ gia đình, sử dụng để thắp sáng 2 bóng đèn compact tiết kiệm điện loại bóng 14W, 1 tivi 21inch (30W) và một chiếc quạt bàn (40W), thì với thể đầu tư hệ thống sở hữu công suất 200Wp, giá khoảng 800 USD. Hệ thống nhỏ này mỗi ngày có thể sản suất được khoảng 0,8kWh điện. Còn hệ thống lớn hơn 1 chút, có công suất 400Wp, giá 1400 USD, mỗi ngày cung ứng được khoảng 1,6kWh điện, có thể sử dụng liên tục trong 5 giờ liền để thắp sáng 6 bóng đèn compact tiết kiệm điện, một máy cassette, 1 quạt bàn và 1 chiếc ti vi màu. Hệ thống lớn hơn nữa, có công suất 1000Wp, giá bán  khoảng 3500 USD, sản xuất được khoảng 4kWh điện mỗi ngày, có thể thắp sáng được 4 compact tiết kiệm điện (trong 7 giờ), 1 máy cassette (6 giờ), 2 quạt bàn (7 giờ), một tivi (8 giờ) và 1 nồi cơm điện (1 giờ) và tủ lạnh…

Thông thường, ví dụ muốn sử dụng thêm máy điều hòa nhiệt độ có công suất 1HP, thì cần đầu tư hệ thống điện mặt trời có công suất trên 1.5kW, thấp nhất là 3kW (giá khoảng  10,000 USD).  Một hệ thống pin mặt trời sở hữu công suất 1kW có thể sản suất bình quân khoảng 4kWh điện trong một ngày.

Nguyên lý hoạt động

Tấm pin năng lượng mặt trời là hệ thống những tấm vật liệu đặc biệt mang khả năng chuyển đổi quang năng của ánh sáng mặt trời thành điện năng. Tấm pin có cấu tạo là các tế bào quang điện sở hữu hiệu suất cao, công suất từ 20 – 310Wp và sở hữu tuổi thọ trung bình là 30 năm.

Đi cùng các tấm pin mặt trời là bộ điều khiển sạc, với chức năng sạc điện cho ắc-quy, đồng thời bảo vệ cho ắc-quy chống nạp quá tải và xả quá lâu, giúp nâng cao tuổi thọ của ắc-quy và tăng hiệu quả tiêu dùng của pin mặt trời. Bộ điều khiển còn cho biết tình trạng nạp điện của pin mặt trời vào ắc-quy cho người tiêu dùng kiểm soát được các phụ tải. Mạch bảo vệ của bộ điều khiển sẽ thi hành việc ngắt mạch khi bộ điều khiển xác nhận bình ắc-quy đã được nạp đầy hoặc điện áp bình quá thấp. Hệ thống còn với bộ biến điện, để chuyển đổi mẫu điện 12V DC từ ắc-quy thành cái điện AC (110V, 220V), sở hữu công suất từ 0,3-30kVA.

Những tấm pin mặt trời thường được lắp thành dàn trên mái nhà hoặc trên sân thượng. Khi mặt trời chiếu vào giàn pin này, ánh sáng sẽ được biến đổi thành điện năng, tạo ra mẫu điện 1 chiều. Dòng điện này được dẫn tới bộ điều khiển là một vật dụng điện tử mang chức năng điều hòa tự động công đoạn nạp điện vào ắc-quy ra những thiết bị điện 1 chiều (DC).

Trường hợp công suất giàn pin đủ lớn, trong mạch điện sẽ được lắp thêm bộ chuyển đổi điện, để chuyển đổi cái 1 chiều thành dòng xoay chiều (AC), chạy được thêm đa dạng thiết bị điện gia dụng như đèn, quạt, radio, tivi, tủ lạnh…