Μία μόνη φωτοβολταική κύρια δεν μπορεί να παράγει την απαιτούμενη χρήσιμη έξοδο. Για να αυξηθεί το επίπεδο εξόδου τάσης ενός συστήματος PV, είναι απαραίτητο να συνδεθούν αρκετές τέτοιες φωτοβολταικές κύριες. Ένας φωτοβολταικός μοντουλός είναι συνήθως σε σειρά συνδεδεμένες αρκετές φωτοβολταικές κύριες για να παράγει την απαιτούμενη τυπική εξόδου τάση και ισχύ. Ένας φωτοβολταικός μοντουλός μπορεί να έχει δύναμη από 3 βατώτη μέχρι 300 βατώτη. Οι φωτοβολταικοί μοντουλοί ή οι PV μοντουλοί είναι η βασική κατασκευαστική μονάδα ενός συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από το ήλιο.
Πραγματικά, μία μόνη φωτοβολταική κύρια παράγει πολύ μικρό ποσό, περίπου 0,1 βατώτη μέχρι 2 βατώτη. Αλλά δεν είναι πρακτικό να χρησιμοποιηθεί μια τέτοια μονάδα με χαμηλή ισχύ ως κατασκευαστική μονάδα ενός συστήματος. Έτσι, το απαιτούμενο πλήθος τέτοιων κυρίων συνδέονται μαζί για να σχηματίσουν μια πρακτική εμπορικά διαθέσιμη φωτοβολταική μονάδα, η οποία είναι γνωστή ως φωτοβολταικός μοντουλός ή PV μοντουλός.
Σε έναν φωτοβολταικό μοντουλό, οι φωτοβολταικές κύριες συνδέονται με τον ίδιο τρόπο όπως οι μονάδες μπαταριών σε ένα σύστημα μπαταριών. Αυτό σημαίνει ότι τα θετικά άκρα μιας κύριας συνδέονται με τα αρνητικά άκρα. Η τάση του φωτοβολταικού μοντουλό είναι απλά η άθροιση των τάσεων των μεμονωμένων κυρίων που είναι σε σειρά στον μοντουλό.
Η τυπική εξόδου τάση μιας φωτοβολταικής κύριας είναι περίπου 0,5 V, άρα αν 6 τέτοιες κύριες συνδεθούν σε σειρά, τότε η εξόδου τάση θα είναι 0,5 × 6 = 3 V.
Η έξοδος από έναν φωτοβολταικό μοντουλό εξαρτάται από ορισμένες συνθήκες, όπως την θερμοκρασία του περιβάλλοντος και την ένταση του εισερχόμενου φωτός. Άρα, η βαθμολογία ενός φωτοβολταικού μοντουλό πρέπει να καθοριστεί υπό τέτοιες συνθήκες. Είναι τυπική πρακτική να εκφράζεται η βαθμολογία ενός PV ή φωτοβολταικού μοντουλό σε 25oC θερμοκρασία και 1000 w/m2 ηλιακή ακτινοβολία. Οι φωτοβολταικοί μοντουλοί βαθμολογούνται με την εξόδου ανοιχτής κύκλωσης τάση (Voc), την τάση κλειστής κύκλωσης (Isc) και την κορυφαία ισχύ (Wp).
Αυτό σημαίνει ότι αυτά τα τρία παράμετρα (Voc, Isc και Wp) μπορούν να παραχθούν ασφαλώς από έναν φωτοβολταικό μοντουλό σε 25oC και 1000 w/m2 ηλιακή ακτινοβολία.
Αυτές οι συνθήκες, δηλαδή 25oC θερμοκρασία και 1000 w/m2 ηλιακή ακτινοβολία, λέγονται Τυπικές Δοκιμαστικές Συνθήκες.
Οι Τυπικές Δοκιμαστικές Συνθήκες μπορεί να μην είναι διαθέσιμες στην τοποθεσία όπου θα εγκατασταθούν οι φωτοβολταικοί μοντουλοί. Αυτό συμβαίνει επειδή η ηλιακή ακτινοβολία και η θερμοκρασία μεταβάλλονται με την τοποθεσία και την ώρα.
Εάν σχεδιάσουμε ένα γράφημα παίρνοντας τον άξονα X ως άξονα τάσης και τον άξονα Y ως άξονα ροής ενός φωτοβολταικού μοντουλό, τότε το γράφημα θα αντιπροσωπεύει τα χαρακτηριστικά V-I ενός φωτοβολταικού μοντουλό.
Κάτω από Τυπικές Δοκιμαστικές Συνθήκες, τα θετικά και αρνητικά άκρα ενός φωτοβολταικού μοντουλό συνδέονται σε κλειστή κύκλωση, τότε η ροή που παράγεται από τον μοντουλό είναι η ροή κλειστής κύκλωσης. Μεγαλύτερη τιμή αυτής της ροής δείχνει καλύτερη ποιότητα του μοντουλό.
Παρ' όλα αυτά, κάτω από τυπικές δοκιμαστικές συνθήκες, αυτή η ροή εξαρτάται επίσης από την επιφάνεια του μοντουλό που εκτίθεται στο φως. Επειδή εξαρτάται από την επιφάνεια, είναι καλύτερο να εκφραστεί η ροή κλειστής κύκλωσης ανά μονάδα επιφάνειας.
Αυτό σημειώνεται ως Jsc.
Άρα,
Όπου, A είναι η επιφάνεια του μοντουλό που εκτίθεται στην τυπική ηλιακή ακτινοβολία (1000w/m2). Η ροή κλειστής κύκλωσης ενός PV μοντουλό εξαρτάται επίσης από την τεχνολογία κατασκευής των φωτοβολταικών κυρίων.
Η τάση εξόδου ενός φωτοβολταικού μοντουλό υπό τυπικές δοκιμαστικές συνθήκες, όταν τα άκρα του μοντουλό δεν είναι συνδεδεμένα με καμία φορτία. Αυτή η βαθμολογία του φωτοβολταικού μοντουλό εξαρτάται κυρίως από την τεχνολογία που χρησιμοποιείται για την κατασκευή των φωτοβολταικών κυρίων του μοντουλό. Περισσότερη Voc δείχνει καλύτερη ποιότητα του φωτοβολταικού μοντουλό. Αυτή η τάση ανοιχτής κύκλωσης ενός φωτοβολταικού μοντουλό εξαρτάται επίσης από την λειτουργική θερμοκρασία.
Αυτό είναι το μέγιστο ποσό ισχύος που μπορεί να παράξει ο μοντουλό υπό Τυπικές Δοκιμαστικές Συνθήκες. Για μια σταθερή διάσταση μοντουλό, ο μεγαλύτερος ο μέγιστος ισχύς, τόσο καλύτερος ο μοντουλό. Ο μέγιστος ισχύς ονομάζεται επίσης κορυφαία ισχύς και σημειώνεται ως W
