A napelemes rendszerek több elemet igényelnek, mint csupán egy napelem-készlet. Noha elméletileg egyenesen a paneleket kötheti a tápellátáshoz kívánt eszközhöz, előfordulhat, hogy egyes vagy az összes eszköz áramellátását nem sikerül. A stabil és rugalmas napenergia-rendszer felállításához napelemekre, töltésszabályozóra, akkumulátorra és inverterre van szükség.
Napelemek
A napelemek minden napenergia-rendszer alapját képezik. Az egyes napelemek gyűjteménye egy napelemet tartalmaz. Minden sejt villamos energiát hoz létre, ha fénynek van kitéve. A napelemek közötti kapcsolatok jellegétől függően a napelemes rendszer számos különböző kombinációt érhet el a volt és az amper értékek között. Következésképpen a napelemek számos különböző teljesítmény-besorolással rendelkezhetnek. Ha számos különböző napelem van, akkor lehet, hogy egyesítenie kell a kimeneteiket egy kombinátor dobozával.
Töltésvezérlő
A napelemes rendszer teljesítménye a beérkező napfény mennyiségétől függően változik. Mivel a nap egy nap folyamán mozog az égen, a panelek egész nap más mennyiségű energiát szolgáltatnak. Amikor a sejtek nem kapnak napfényt, nem adnak áramot. Ha a készüléket közvetlenül a napelemről táplálja, akkor előfordulhat, hogy a készülék nem kap elegendő energiát a működés fenntartásához. Ezért az áramellátást akkumulátorban kell tárolni. Mielőtt azonban az akkumulátorhoz kerülne, egy töltésvezérlőn kell haladnia. A töltésszabályozó olyan eszköz, amely a napelemekből érkező energiát az akkumulátor megfelelő feszültségével és árammal szabályozza. Ez fontos az akkumulátor biztonságos és hatékony töltéséhez.
Akkumulátor
A töltésvezérlő áramellátása az akkumulátorba kerül tárolás céljából. Az akkumulátor az erősítőórák névleges teljesítménye alapján tárolja a napenergia-rendszer energiáját. Az erősítőóra azt az árammennyiséget jelöli, amelyet az akkumulátor egy óra alatt képes leadni, mielőtt szükség lenne a töltésre. Általában a napelemes akkumulátor nem egy óra alatt, hanem lassan, több óra alatt lemerül. Sok erősítőóra 20 órás lemerülési időt feltételez. Például egy 160 amper órás akkumulátort lehet használni 8 amper áram 20 órán át történő leadására.
Inverter
Az akkumulátorok és a napelemek egyenáramot szolgáltatnak. Ez azt jelenti, hogy az áram egy irányban folyik. Számos elektromos eszköz és rendszer azonban váltakozó áramú áramot igényel. Például egy tipikus ház elektromos csatlakozói váltakozó áramot szolgáltatnak. Emiatt egy sokoldalú napelemes rendszerben lesz egy inverter, amely átalakítja az akkumulátor vagy a napelemek egyenáramát a ház elektromos felépítéséhez megfelelő váltakozó áramú energiává.
Rácshoz kötött rendszerek
Bizonyos körülmények között kívánatos lehet a napelemes rendszert egy közeli elektromos hálózatra kötni. Ebben az esetben a napenergiát közvetlenül az elektromos hálózathoz táplálja, és otthona használja ezt az energiát. Általában a használt energia és az előállított teljesítmény közötti különbségért kell számlázni. Ezért potenciálisan pénzt kereshet, ha kevesebb energiát használ, mint amennyit a rendszere produkál. Rácshoz kötött rendszerben az akkumulátor opcionális. Ezért a töltésszabályozó opcionális. Elektromos hálózat meghibásodása esetén lehet, hogy rendelkezzen akkumulátorral és töltésszabályozóval. Így továbbra is áramot adhat otthonának.