Słońce to nie tylko darmowe i czyste ciepło ale również prąd. Słoneczne systemy zasilania budowane są na bazie modułów fotowoltaicznych - urządzeń przetwarzających światło słoneczne bezpośrednio na energię elektryczną. Dzięki swej modułowej budowie, mogą one produkować energię zarówno na potrzeby małych urządzeń lub obiektów, jak również na potrzeby energetyki zawodowej i sprzedaży energii do sieci.
Aby korzystać z energii wytwarzanej w modułach fotowoltaicznych, konieczne jest ich połączenie z innymi urządzeniami, czyli zbudowanie zestawu fotowoltaicznego. Najczęściej spotykanym systemem, jest konfiguracja, w której energia wyprodukowana w modułach fotowoltaicznych magazynowana jest w akumulatorach. W takim przypadku w zestawach stosuje się następujące elementy:

Baterie słoneczne zbudowane są z ogniw fotowoltaicznych. Ogniwo fotowoltaiczne jest podstawowym elementem systemu fotowoltaicznego. Pojedyncze ogniwo produkuje zazwyczaj pomiędzy 1 a 2W, co jest niewystarczające dla większości zastosowań. Dla uzyskania większych napięć lub prądów ogniwa łączone są szeregowo lub równolegle tworząc moduł fotowoltaiczny. Ogniwo fotowoltaiczne składa się z płytki półprzewodnika posiadającej złącze P - N (positive - negative). W strukturze takiej występuje pole elektryczne (bariera potencjału). W chwili, gdy na ogniwo pada światło słoneczne, powstaje para nośników o przeciwnych ładunkach elektrycznych, elektron - dziura, które zostają następnie rozdzielone przez pole elektryczne. Rozdzielenie ładunków powoduje, iż w ogniwie powstaje napięcie. Fotony padając na półprzewodnikowe złącze p-n powodują wygenerowanie prądu stałego o napięciu zależnym od materiału ogniwa (dla krzemu około 0,5V) i natężeniu zależnym od powierzchni ogniwa.
Baterie słoneczne służą do ładowania akumulatorów lub do bezpośredniego zasilania urządzeń elektrycznych małej mocy. Ilość produkowanej energii zależy od natężenia promieniowania świetlnego. W słoneczny dzień napromieniowanie wynosi około 1000W/m², przy zachmurzonym niebie lub w półcieniu spada do 200- 300W/m². Panel fotowoltaiczny jest szczególnie wrażliwy na częściowe zacienienie. Produkuje tyle prądu ile najsłabsze z ogniw, więc zacienienie jednego z nich obniża sprawność całej baterii.

Regulatory ładowania czuwają nad procesem ładowania akumulatorów. Zapobiegają przeładowaniu jak i rozładowaniu akumulatora. Występują w instalacjach autonomicznych, niezależnie od tego czy produkowany prąd jest prądem stałym (DC) czy też przemiennym (AC).
Użyteczny czas życia akumulatora silnie zależy od sposobu kontroli jego ładowania i rozładowania, szczególnie w przypadku akumulatorów ołowiowo-kwasowych. Dobry kontroler ładowania akumulatora ograniczy głębokość i szybkość rozładowania, odpowiednio do temperatury akumulatora. Celem zminimalizowania parowania elektrolitu, ograniczy on również szybkość ładowania i poziom maksymalnego naładowania akumulatora. Granice napięcia ładowania i rozładowania powinny być tak ustalone, aby odpowiadały typowi akumulatora i jego temperaturze pracy. Te ustawienia mogą znacznie wpływać na maksymalny czas życia akumulatora. Moduły fotowoltaiczne używane do ładowania akumulatorów zazwyczaj pracują przy stałym napięciu.

Najprostszym sposobem magazynowania energii produkowanej w małych systemach PV jest wykorzystanie elektrycznych akumulatorów, zwłaszcza, że ogniwa fotowoltaiczne wytwarzają prąd stały konieczny do ładowania akumulatora. Naładowany akumulator dostarcza energie elektryczną do odbiorników, gdy nie ma promieniowania słonecznego lub jest ono niewystarczające. np. w nocy. Są również swoistym zbiornikiem buforowym, w którym magazynuje się prąd wyprodukowany na zapas z myślą o dniach pochmurnych, kiedy produkcja prądu jest mniejsza. Ich ilość i pojemność jest zależna od rodzaju instalacji oraz ilości dni na które potrzebna jest rezerwa. Występują w instalacjach autonomicznych, niezależnie od tego czy produkowany prąd jest prądem stałym (DC) czy też przemiennym (AC).
Większość akumulatorów używanych w systemach fotowoltaicznych jest ołowiowo-kwasowa. W regionach o ostrym klimacie, tam gdzie konieczna jest duża niezawodność, stosuje się (szczególnie dla małych zastosowań) akumulatory niklowo-kadmowe. Od dobrej jakości akumulatorów tego typu oczekuje się 5 - 7 lat pracy, przy odpowiedniej obsłudze i użyciu odpowiedniego kontrolera ładowania. Dłuższy czas życia akumulatora może być osiągnięty pod warunkiem ograniczenia maksymalnej głębokości rozładowania. Z drugiej strony, przy złym obchodzeniu się z akumulatorami należy oczekiwać skrócenia ich czasu życia.

Zamieniają prąd stały (DC) produkowany przez moduły fotowoltaiczne, w prąd przemienny (AC), który jest potrzebny do zasilania większości urządzeń. Występuje w instalacjach autonomicznych, w przypadku jeśli potrzebny jest dostęp do prądu przemiennego (AC).
Najważniejszymi cechami falownika w zastosowaniach fotowoltaicznych są jego niezawodność i charakterystyki sprawnościowe. Zaprojektowane są one do ciągłej pracy w pobliżu punktu maksymalnej mocy. Sprawność falownika jest zazwyczaj podawana dla jego zaprojektowanej mocy pracy, ale zwykle, przez większość czasu przetwornica w systemach fotowoltaicznych pracują przy niepełnym obciążeniu. Przy pełnym obciążeniu przetwornice mają sprawność od 90% do 96%, a dla 10% obciążenia - od 85% do 95%. Ponieważ straty na dopasowanie są tutaj zazwyczaj większe niż straty rezystancyjne, falowniki wykazują ciągły spadek sprawności wraz ze zmniejszaniem mocy wyjściowej i wejściowej.