یک سیستم PV خورشیدی از بخش های مختلفی تشکیل شده که بایستی با توجه به کاربرد ، موقعیت مکانی و نوع سیستم انتخاب شوند . اجزای اصلی سیستم عبارتند از : ماژول فتوولتاییک ( پنل خورشیدی ) ، شارژ کنترلر ، اینورتر ، باتری و بار مصرفی .

تعیین مقادیر
۱ . تعیین میزان مصرف توان .

اولین مرحله در طراحی سیستم فتوولتاییک خورشیدی این است که کل توان و انرژی مصرفی برای تمام بارهایی که نیاز به تغذیه دارند را مشخص کنیم :
۱ – ۱ . میزان وات ساعت مصرفی هر وسیله را در طی یک روز محاسبه کنید . سپس مقادیر وات ساعت های مصرفی کلیه وسایل را برای یک روز با هم جمع کنید .
۲ – ۱ . عدد بدست آمده را در ۱٫۳ ضرب کنید تا میزان وات ساعتی که پنل باید در طی یک روز تولید کند بدست بیاید . ( ۱٫۳ میزان تلفات انرژی در سیستم است ) .

۲ . تعیین اندازه ماژول PV
هر چه اندازه ماژول بزرگتر باشد به همان میزان توان بیشتری تولید خواهد نمود . برای مشخص کردن اندازه ماژول PV ، باید ابتدا بیشترین توان تولیدی را بدست آوریم . بیشترین توان تولیدی یا وات پیک( Wp ) بستگی به ماژول PV و آب و هوای منطقه مورد نظر دارد . بدین منظور به عاملی نیاز داریم به نام ” ضریب تولید پنل ” . ( به ضریب تولید پنل ، پیک سان شاین هم گفته می شود . )
برای تعیین اندازه ماژول به طریق زیر عمل می کنیم :
۱ – ۲ . محاسبه وات پیک کل ( Wp Total ) . میزان کل وات ساعت هایی که در طول روز نیاز داریم تا توسط ماژول تولید شود ( عدد بدست آمده از قسمت ۲-۱ ) را بر ضریب تولید پنل تقسیم کنید تا وات پیک کلی که توسط پنل ها باید تولید شود بدست آید .
۲ – ۲ . محاسبه تعداد پنل های مورد نیاز برای سیستم . جواب بدست آمده از قسمت ۱ – ۲ را بر Wp نامی پنل هایی که در اختیار دارید تقسیم کرده و حاصل بدست آمده را به سمت عدد صحیح بزرگتر گرد کنید . جواب ، تعداد پنل هایی که باید استفاده کنید را مشخص می کند .
البته باید توجه داشت که حاصل این محاسبه حداقل پنل هایی که باید استفاده کنیم را مشخص می کند . مسلماً اگر پنل های بیشتری استفاده کنیم عملکرد سیستم بهتر خواهد بود و همچنین طول عمر باطری هم افزایش خواهد یافت .

۳ . تعیین اندازه اینورتر .
در صورت نیاز به خروجی AC بایستی از یک اینورتر استفاده کنیم . نکته بسیار مهم این است که
ورودی اینورتر به هیچ وجه نبایستی از مجموع توان تمام وسایل برقی کمتر باشد . همچنین ولتاژ نامی و باطری باید با هم برابر باشند .
برای سیستم های مستقل ، اینورتر باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند تمام وات مصرفی را تأمین نماید . اندازه اینورتر بین ۲۵ تا ۳۰ درصد بزرگتر از مجموع توان تمامی وسایل در نظر گرفته می شود . اگر از موتور یا کمپرسور استفاده نماییم اندازه اینورتر باید حداقل ۳ برابر ظرفیت آنها باشد تا بتواند جریان ضربه را تحمل کند .
برای سیستم های متصل به شبکه ، ورودی اینورتر باید با آرایه PV برابر باشد تا عملکرد سیستم ایمن و مؤثر باشد .

۴ . تعیین اندازه باطری

. باطری های مورد استفاده در سیستم های PV خورشیدی باید قابلیت این را داشته باشند که تا پایین ترین سطح انرژی دشارژ شده و سپس به سرعت شارژ شوند . ( عموماً از باطری های لید اسید خشک استفاده می شود . ) همچنین ظرفیت آنها به اندازه ای باشد که بتواند وسایل و تجهیزات مورد استفاده را در شب و روزهای ابری به راه بیاندازد . برای تعیین اندازه باطری به طریق زیر محاسبه می کنیم :
۱ – ۴ . مجموع وات ساعت مصرفی کلیه وسایل را در طول یک روز محاسبه کنید .
۲ – ۴ . عدد بدست آمده را بر ۰٫۸۵ تقسیم کنید ( به خاطر تلفات باطری ) .
۳ – ۴ . حاصل را بر ۰٫۶ تقسیم کنید ( به خاطر عمق دشارژ dod) .
۴ – ۴ . این عدد را بر ولتاژ نامی باطری ( که همان ولتاژ باس سیستم است ) تقسیم نمایید .
۵ – ۴ . حال این عدد را در تعداد روزهایی که تابش خورشید وجود ندارد Days of Autonomy ( یعنی در واقع پنل ها توانی تولید نمی کنند ) و نیاز داریم که از سیستم ولتاژ بگیریم ؛ ضرب کنید . ( معمولاً بین ۳ تا ۵ روز )

۵ . تعیین اندازه شارژ کنترلر خورشیدی .
شارژ کنترلر عموماً بر مبنای ظرفیت ولتاژ و جریان ارزیابی می شود . ولتاژ بایستی مطابق با باطری و آرایه PV در نظر گرفته شده و همین طور بتواند جریان آرایه PV را تحمل کند .
برای شارژ کنترلرهای نوع سری ، اندازه کنترلر بستگی به جریان ورودی کل PV که وارد کنترلر میشود و همچنین ساختار پنل PV دارد ( سری یا موازی ) .
به طور استاندارد برای تعیین اندازه شارژ کنترلر جریان مدار کوتاه آرایه PV ( Isc ) را در عدد ۱٫۳ ضرب می کنند .

مثــــــــــــــــــــــال .
میزان مصرف وسایل الکتریکی یک خانه به شرح ذیل می باشند :
۵ لامپ فلورسنت ۱۱ وات به مدت ۵ ساعت
یک رادیوی ۵ وات به مدت ۵ ساعت
یک تلویزیون ۷۰ وات به مدت ۵ ساعت
یک پنکه ۴۰ وات به مدت ۵ ساعت
مشخصات پنل موجود : Pm = 110 wp
Vm = 16.7 Vdc
Im = 6.6 a
Voc = 20.7 v
Isc = 7.5 a
مرحله ۱ .
کل مصرف وسایل الکتریکی: (۵۵w X 5h ) + (5w X 5h ) + (70w X 5h ) + (40w X 5h)
= ۸۵۰ wh/day
میزان توان مورد نیاز از پنل ها : ۸۵۰ X 1.3 = 1105 wh/day

مرحله ۲ : تعداد پنل
وات پیک کل : ۱۱۰۵ / ۳٫۴ = ۳۲۵ wp
تعداد پنل های مورد نیاز : ۳۲۵ / ۱۱۰ = ۲٫۹۵ ⟹
مرحله ۳ : اینورتر
مجموع توان تمامی وسایل : ۵۵ + ۵ + ۷۰ + ۴۰ = ۱۷۰ w
انتخاب اینورتر مناسب x 25 – ۳۰ % ←
مرحله ۴ : باطری
کل مصرف وسایل : ۸۵۰ w
ولتاژ نامی باطری : ۱۲ v
روزهای تاریک : ۳ days
ظرفیت باطری = ۸۵۰/(۰٫۶ * ۰٫۸۵ *۱۲) x 3 = 416.66 Ah ⟹
مرحله ۵ : شارژ کنترلر
Isc = 7.5 A
panel numbers = 4 ⟹ ظرفیت شارژ کنترلر = ۴ x 7.5 x 1.3 = 39