Pembangkit listrik tenaga surya itu konsepnya sederhana. Yaitu mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik. Cahaya matahari merupakan salah satu bentuk energi dari sumber daya alam. Sumber daya alam matahari sudah banyak digunakan untuk memasok daya listrik di satelit komunikasi melalui sel surya.
Sel surya ini dapat menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang tidak terbatasdantidak memerlukan bahan bakar. Sehingga sistem sel surya ini dikatakan bersih dan ramah lingkungan.
Sel surya adalah dioda semikonduktor yang dapat mengubah cahaya menjadi listrik dan merupakan komponen utama dalam sistem PLTS.
Selain terdiri atas modul-modul sel surya, komponen lain dalam sistem PLTS adalah Balance of System (BOS) berupa inverter dan kontroller. PLTS sering dilengkapi dengan batere sebagai penyimpan daya, sehingga PLTS dapat tetap memasok daya listrik ketika tidak ada cahaya matahari.
Pembangkitan energi listrik pada sel surya terjadi berdasarkan efek fotolistrik, atau disebut juga efek fotovoltaik, yaitu efek yang terjadi akibat foton dengan panjang gelombang tertentu yang jika energinya lebih besar dari pada energi ambang semikonduktor, maka akan diserap oleh elektron sehingga elektron berpindah dari pita valensi (N) menuju pita konduksi (P) dan meninggalkan hole pada pita valensi, selanjutnya dua buah muatan, yaitu pasangan elektron-hole, dibangkitkan. Aliran elektron-hole yang terjadi apabila dihubungkan ke beban listrik melalui penghantar akan menghasilkan arus listrik.
Dalam cahaya matahari terkandung energi dalam bentuk foton. Ketika foton ini mengenai permukaan sel surya, elektron-elektronnya akan tereksitasi dan menimbulkan aliran listrik. Prinsip ini dikenal sebagai prinsip photoelectric. Sel surya dapat tereksitasi karena terbuat dari material semikonduktor yang mengandung unsur silikon.
Silikon ini terdiri atas dua jenis lapisan sensitif: lapisan negatif (tipe-n) dan lapisan positif (tipe-p). Sel surya ini mudah pecah dan berkarat jika terkena air. Karena itu sel ini dibuat dalam bentuk panel-panel ukuran tertentu yang dilapisi plastic atau kaca bening yang kedap air. Panel ini dikenal sebagai panel surya.
Listrik yang dihasilkan oleh panel surya dapat langsung digunakan atau disimpan lebih dahulu ke dalam batere. Arus listrik yang dihasilkan adalah listrik dengan arus searah (DC) sebesar 3.5 A. Besar tegangan yang dihasilkan adalah 0.4-0.5V. Kita dapat mendesain rangkaian panel-panel surya, secara seri atau paralel, untuk memperoleh output tegangan dan arus yang diinginkan. Untuk memperoleh arus bolak balik (AC) diperlukan alat tambahan yang disebut inverter.
Prinsip kerja dari panel surya adalah jika cahaya matahari mengenai panel surya, maka elektron – elektron yang ada pada sel surya akan bergerak dari N ke P, sehingga pada terminal keluaran dari panel surya akan menghasilkan energi listrik.
Besarnya energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya berbeda – beda tergantung dari jumlah sel surya yang dikombinasikan didalam panel surya tersebut. Keluaran dari panel surya ini adalah berupa listrik arus searah (DC) yang besar tegangan keluarnya tergantung dengan jumlah sel surya yang dipasang didalam panel surya dan banyaknya sinar matahari yang menyinari panel surya tersebut.
Keluaran dari panel surya ini sudah dapat digunakan langsung ke beban yang memerlukan sumber tegangan DC dengan konsumsi arus yang kecil. Agar energi listrik yang dihasilkan juga dapat digunakan pada kondisi – kondisi seperti pada malam hari (kondisi saat panel surya tidak disinari cahaya matahari), maka keluaran dari panel surya ini harus di hubungkan ke sebuah media penyimpanan (storage). Dalam hal ini adalah batere.
Tetapi ini tidak langsung dihubungkan begitu saja dari panel surya ke batere, tetapi harus dihubungkan ke rangkaian Regulator, dimana didalam rangkaian tersebut terdapat rangkaian pengisi Batere otomatis (Automatic charger).Fungsi dari Regulator ini adalah untuk meregulasi tegangan keluaran dari panel surya dan mengatur arus yang masuk ke Batere secara otomatis.
Selain itu Regulator berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan arus dari Panel Surya ke Batere secara otomatis dan juga berfungsi untuk memutuskan aliran arus dari batere kebeban bila terjadi hubungsingkat ataupun beban yang berlebihan. Tipe regulator yang dirancang disini adalah tipe modifikasi atau gabungan antara seri dan paralel.
Panel Surya sebenarnya dapat langsung digunakan tanpa diberi rangkaian regulator ataupun batere, tetapi ini tidak dilakukan karena dapat membebani kinerja dari panel (akibat adanya beban yang berlebihan) sehingga tidak akan terjadi kerusakan yang fatal pada panel surya tersebut. Selain itu regulator ini juga berfungsi untuk mengamankan dari terjadinya kelebihan beban dari panel surya sehingga panel surya tidak cepat rusak.
Hubungan batere dengan beban adalah dihubungkan paralel langsung ke beban. Jika batere tersebut telah terisi dengan penuh. Untuk melindungi batere akibat adanya beban yang berlebihan (over load) ataupun hubungsingkat pada beban, maka sebelum batere dihubungkan langsung harus melewati rangkaian proteksi.
Dimana fungsinya sudah cukup jelas, yaitu untuk memproteksi ataupun melindungi batere akibat adanya beban yang berlebihan (over load) ataupun hubungsingkat pada beban.
Jika kita menginginkan hasil keluaran listrik dari PLTS ini berupa listrik arus bolak-balik (AC) maka PLTS yang sudah dapat mengeluarkan listrik arus searah (DC) ini harus dihubungkan ke sebuah rangkaian elektronik / modul elektronik yang bernamaInverter DC – AC.
Dimana Inverter DC – AC. berfungsi untuk mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus listrik bolak – balik (AC). Setelah arus listrik searah diubah menjadi arus listrik bolak – balik, selanjutnya keluaran dari inverter ini yang telah berupa arus bolak – balik ini dapat langsung digunakan untuk mencatu peralatan listrik dan elektronika yang membutuhkan arus bolak-balik.
Besarnya tegangan dan daya keluaran yang dapat dihubungkan kebeban nantinya harus sesuai dengan kemampuan inverter yang dipakai dan besarnya sistem penyimpanan yang digunakan (besarnya ampere hour (AH) atau amper jam dari batere).