Una matriz fotovoltaica es un conjunto de paneles fotovoltaicos. Los paneles fotovoltaicos, o paneles fotovoltaicos, se conocen más comúnmente como paneles solares. Absorben la luz, especialmente la luz solar, y la convierten en energía utilizable. La matriz fotovoltaica es un elemento clave en la producción de energía solar. Las preocupaciones sobre los efectos ambientales de los combustibles fósiles y los nuevos avances en la tecnología fotovoltaica han aumentado el interés por la energía solar en el siglo XXI.
La energía fotovoltaica se produce a través del efecto fotovoltaico, que se descubrió por primera vez en el siglo XIX. Las partículas de luz llamadas fotones se dirigen a una célula fotovoltaica o grupo de células. Las propiedades químicas de estas células hacen que los fotones agiten los electrones, las partículas subatómicas responsables de la electricidad. La estructura de la celda fotovoltaica dirige estos electrones a un circuito electrónico, convirtiéndolos en electricidad utilizable. La primera matriz fotovoltaica se construyó en la década de 19.
Inicialmente, la matriz fotovoltaica tenía usos limitados, principalmente científicos. Las matrices fotovoltaicas se utilizaron por primera vez para proporcionar energía a los satélites en órbita. Todavía se utilizan para este propósito; la Estación Espacial Internacional y la nave espacial exploratoria Juno funcionan con matrices fotovoltaicas. Los usos terrestres incluyen dispositivos ubicados en áreas donde la conexión a una red de energía eléctrica mediante líneas eléctricas es impráctica o imposible. Los vehículos recreativos y los letreros de carreteras independientes son dos ejemplos comunes.
Una matriz fotovoltaica consta de un grupo grande o pequeño de paneles fotovoltaicos conectados, según la cantidad de energía deseada. El sistema adjunto a menudo incluye un inversor para convertir la electricidad en la forma de corriente alterna (CA) requerida por la mayoría de los dispositivos domésticos. El exceso de energía se almacena en baterías de almacenamiento o, en algunos sistemas, puede dirigirse a la red eléctrica local, lo que proporciona un crédito para futuras facturas de electricidad. Si bien las células fotovoltaicas pueden generar energía a partir de cualquier luz, la luz solar es, con mucho, la fuente más común. La matriz fotovoltaica debe colocarse donde reciba la máxima exposición solar durante el día; incluso una sombra menor puede reducir en gran medida su eficacia.
Los primeros arreglos fotovoltaicos eran costosos y engorrosos, lo que limitaba su uso a aquellos con bolsillos profundos y compromisos serios con las energías alternativas. En el siglo XXI, se perfeccionaron las células de película delgada, lo que hizo que la matriz fotovoltaica fuera más liviana y económicamente viable. Al mismo tiempo, aumentaba la preocupación del público por el costo y los efectos ambientales de los combustibles fósiles como el carbón y la gasolina. Esto condujo a incentivos gubernamentales y otras iniciativas hacia la generación de energía alternativa. Como resultado, la tecnología solar ha aumentado en popularidad y uso en todo el mundo.