Il funzionamento di un impianto fotovoltaico e' estremente semplice e basato su una tecnologia estremamente consolidata ed operativa da oltre cento anni. La teoria fisica che spiega l'effetto fotoelettrico, del quale l'effetto fotovoltaico rappresenta una sottocategoria, fu pubblicata nel 1905 da Albert Einstein che per questo ricevette il premio Nobel.
Un impianto fotovoltaico standard connesso alla rete è costituito dai componenti evidenziati nello schema

Le funzioni dei dispositivi mostrati sono le seguenti:
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i moduli fotovoltaici, elemento essenziale dell'impianto, captano la radiazione solare durante il giorno e la trasformano in energia elettrica in corrente continua, sono normalmente realizzati con celle di silicio mono o policristallino;
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l'inverter, trasforma l'energia elettrica da corrente continua a corrente alternata rendendola idonea alle esigenze delle comuni apparecchiature elettriche (lampade, elettrodomestici, alimentatori, computer...);
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misuratori di energia, sono dispositivi che servono a controllare e contabilizzare la quantità di energia elettrica prodotta e scambiata con la rete.

Un impianto fotovoltaico deve essere installato con le superfici dei pannelli esposte preferibilmente verso sud. Installazioni con esposizione verso sud-est o sud-ovest sono ammesse, prevedendo che una volta in esercizio l'impianto abbia una leggera perdita di produttività rispetto alla soluzione con esposizione ottimale.
Per quanto riguarda l'inclinazione dei pannelli, l'inclinazione di 30 gradi rispetto al piano è quella che in Italia permette di avere la massima produzione annua di energia. In questo caso l'incidenza di una differente inclinazione sulla potenzialità produttiva dell'impianto è minore, ad esempio se contenuta tra +/- 10 gradi può essere trascurata.
Gli impianti possono essere installati sia in maniera sovrapposta su tetti esistenti a falda che su tetti piani, con adeguate strutture di supporto, ma possono anche essere integrati nell'edificio, in alternativa alla copertura in tegole o agli elementi di facciata. Possono anche essere realizzate apposite pensiline per la copertura di posteggi.




