מערכת הפוטו-וולטאית מחולקת לחמישה מצבים:
1. שימוש עצמי, חשמל שיורי ברשת
2. שימוש עצמי, חשמל שיורי מחוץ לרשת
3. רשת מלאה
4. מחוץ לרשת ופעיל/מחוץ לרשת
5. שימוש עצמי, עודף אנרגיה לחגורה
שימוש עצמי, חשמל שיורי ברשת
מודל מערכת פוטו-וולטאית זו הוא הנפוץ ביותר, מערכת חשמל פוטו-וולטאית מבוזרת כללית המשמשת בעיקר במודל זה.
ניתן להשתמש בחשמל המיוצר על ידי מערכת פוטו-וולטאית תחילה כדי לעמוד בעומס שלה, ואת העודף ניתן למכור לחברת הרשת כדי למנוע בזבוז; אם החשמל הפוטו-וולטאי המיוצר אינו מספיק, הרשת תספק אותו. עם זאת, בדרך זו של גישה נדרשת משא ומתן עם חברת הרשת על הסכמי מכירת חשמל טובים ומתאימים, תוך התחשבות באינטרסים של שני הצדדים. חברות רשת ממקמות מונים חכמים דו-כיווניים כדי למדוד את כושר הייצור של מתקנים פוטו-וולטאיים ואת צריכת האנרגיה של הצרכנים, ולשלם או לגבות חיובי חשמל בהתאם למדיניות ולתעריפים שנקבעו.
החיסרון הגדול ביותר של מודל זה הוא שמודל ההכנסות שלו אינו ניתן לתיקון, היחס בין שימוש עצמי לחשמל שיורי לרשת משתנה תמיד, והערך המשוער של המפעל כאשר הוא ממומן ונמכר עשוי להיות נמוך במקצת מהתפוקה בפועל, אפילו ההנהלה לא יכולה להשיג שווי נכס סביר מכיוון שהיא מודאגת לגבי פעילותם העתידית של המשתמשים.
שימוש עצמי, חשמל שיורי מחוץ לרשת
המאפיין הבולט של גישת החיבור לרשת לשימוש עצמי הוא "חיבור לרשת ללא אינטרנט". נקודת הגישה מסוג זה נמצאת בקצה התחתון של מד המתח של חברת הרשת והיא הצד הפרטי של נקודת תיחום הנכס המלאה. תיאורטית, חברת הרשת לא תפריע לגישה של המערכת, אך מודל זה דורש שלא ניתן לשלוח חשמל פוטו-וולטאי לרשת, ולכן חייב להיות התקן זרם נגדי. כאשר החשמל המיוצר על ידי מפעל פוטו-וולטאי עולה על העומס שלו, התקן ההגנה מפני זרם נגדי חייב להזין את האות בחזרה לממיר, מה שיפחית את הקיבולת בהתאם לעומס, על מנת לעמוד בדרישת העומס ולא להעביר חשמל לרשת, על מנת להשיג את הפונקציה של המערכת הפוטו-וולטאית של מניעת זרם נגדי.
מודל מערכת פוטו-וולטאית זה מיושם בדרך כלל במקרה של עומס צריכת חשמל גדול מצד המשתמש, צריכת חשמל רציפה, כיבוי מועט או ללא כיבוי או כיבוי חלקי במהלך השנה, או אפילו במהלך חגים, עומס תחזוקת החשמל של המשתמש גדול מספיק כדי לספוג את הרוב המכריע של החשמל המיוצר על ידי מערכת ה-PV. ככל האפשר, החשמל המיוצר על ידי מערכת ה-PV ינוצל מבלי לגרום לבזבוז.
רשת מלאה
במצב זה של חיבור לרשת החשמל, יציאת זרם החילופין של מערכת הפוטו-וולטאית מחוברת ישירות לצד המתח הנמוך או המתח הגבוה של הרשת, כלומר, צד הרשת של גבול הנכס. בדרך זו, החשמל המיוצר על ידי המערכת נמכר ישירות לחברת הרשת, ומחיר המכירה הוא בדרך כלל מחיר ההזנה הממוצע המקומי, בעוד שמחיר החשמל של המשתמש נשאר ללא שינוי, זה נקרא "שני קווי הכנסה והוצאות, כל אחד מהם מהווה חשבון משלו".
מכירות ישירות מרשת לרשת הן גם המיינסטרים של יישומי PV; משקיעים אוהבים את המודל מכיוון שהוא קל ואמין יחסית.
מחוץ לרשת ופעיל/מחוץ לרשת
מודל זה, המכונה גם תחנות כוח פוטו-וולטאיות (PV), הוא מערכת הפועלת באופן עצמאי מהרשת ונמצאת בשימוש נרחב מכיוון שאינה מוגבלת גיאוגרפית. כל עוד ניתן להתקין ולהשתמש באור שמש, הוא מתאים מאוד לאזורים מרוחקים ללא רשת חשמל, איים מבודדים, סירות דיג, בסיסי רבייה חיצוניים וכו'. ניתן להשתמש בו גם כציוד חירום לייצור חשמל במקומות עם הפסקות חשמל תכופות.
אבל מערכת ייצור חשמל מסוג זה חייבת להיות מצוידת בסוללות, ועלותה גבוהה יחסית. חיי הסוללה והצורך בתחזוקה של החלפה מגדילים את עלות השימוש. לכן, המערכת חסכונית וקשה לשימוש נרחב, ולכן לא מומלץ להשתמש בחשמל במקום נוח.
זה גם מאוד פרקטי עבור משקי בית באזורים בהם אין רשת חשמל או בהם יש הפסקות חשמל תכופות. בפרט, הוא משמש אך ורק לפתרון בעיות תאורה במהלך הפסקות חשמל. לכן, מערכות ייצור חשמל שאינן מחוברות לרשת החשמל מתוכננות במיוחד לשימוש באזורים שאינם מחוברים לרשת החשמל או באזורים עם הפסקות חשמל תכופות.
פנסי רחוב פוטו-וולטאיים, מנורות דשא ומוצרים פוטו-וולטאיים אחרים, הם גם מערכת פוטו-וולטאית מחוץ לרשת.
שימוש עצמי, עודף אנרגיה לחגורה
תרחישי היישום של מצב משולב/מחוץ לרשת זה הם הפסקות חשמל תכופות, או שמחיר השימוש העצמי יקר בהרבה ממחיר החיבור לרשת, ומחיר השיא יקר בהרבה ממחיר השפל.
זהו שימוש באנרגיה פוטו-וולטאי לטעינה, שניתן לכוון אותה למחיר שיא התפוקה, ולהפחית את עלות החשמל; שנית, ניתן לטעון אותה בעמק ופריקה בשיא, תוך ניצול הפרש המחירים בין השיא לעמק כדי להרוויח כסף; שלישית, כאשר לרשת החשמל יש אספקת חשמל רגילה, המערכת פועלת כמערכת רגילה המחוברת לרשת, שבה אנרגיה פוטו-וולטאי מוזן תחילה לעומס, ועודפי החשמל מאוחסנים בסוללות או נמכרים לרשת, ניתן להעביר את הממיר למצב מחוץ לרשת, והמערכת ממשיכה לעבוד כספק כוח גיבוי, ומעבירים אנרגיה פוטו-וולטאית וסוללות לעומס חשוב דרך הממיר, ללא בזבוז.
מצב דו-רשת/מחוץ לרשת ומצב דו-רשת הם אותם צרכים של סוללות, עלות ההשקעה הראשונית גדולה יחסית.
דרך גישה זו דורשת משא ומתן עם חברת רשת החשמל על הסכם מכירת החשמל הרלוונטי, תוך התחשבות באינטרסים של שני הצדדים.
באופן כללי, רובם ישתמשו במצב המחובר לרשת החשמל; איזה מהם לבחור, בהתאם לדרישות הספציפיות של הפרויקט.
