A geração fotovoltaica pode ocorrer com ou sem conexão direta do sistema gerador na rede da distribuidora (on grid ou off grid respectivamente). Nos chamados "sistemas isolados" a energia elétrica gerada alimenta diretamente as cargas, e não há conexão com a rede elétrica da distribuidora. Neste tipo de sistema a energia gerada pode ser consumida imediatamente ou armazenada em um banco de baterias para consumo nas horas sem geração (durante a noite).
Comentários sobre os sistemas isolados
Os painéis solares geram energia elétrica continuamente, enquanto recebem luz. Assim, eles são capazes de carregar as baterias continuamente. As baterias de sistemas isolados são estacionárias, projetadas para funcionar em local imóvel e permanentemente conectadas a uma fonte de corrente contínua (ABNT NBR 14206:2014), ou seja, são diferentes das baterias de automóveis.
Se fossem ligados diretamente à bateria, os painéis solares continuariam injetando energia nos terminais mesmo que ela já estivesse completamente carregada, o que poderia resultar em sobrecarga que pode reduzir a vida útil ou mesmo danificar a bateria.
Por este motivo, é utilizado um controlador de carga entre o painel solar e o banco de baterias. Os controladores mais básicos monitoram a voltagem da bateria e abrem o circuito (interrompendo o carregamento) quando a voltagem da bateria atinge um certo limite, evitando que a mesma fique sobrecarregada, e também evita que a bateria fique totalmente descarregada, o que é prejudicial.
Controladores mais sofisticados utilizam a tecnologia PWM (Pulse Width Modulation) para reduzir gradativamente e de forma automática a potência aplicada nas baterias na medida em que elas ficam mais próximas de estarem totalmente carregadas. Este processo permite otimizar o nível de carga das baterias, o que aumenta a vida útil.
O controlador pode ter uma função (um diodo de bloqueio) que assegure que o fluxo da corrente elétrica será sempre na direção do painel solar para a bateria, e nunca ao contrário (o que poderia ocorrer se a radiação solar estiver baixa e a tensão da bateria for maior que a dos painéis fotovoltaicos), além de oferecer proteção contra curtos e outras funções.
Observar que sistemas isolados podem não utilizar banco de baterias (sistemas isolados puros). Neste caso, não há armazenamento e a energia gerada é consumida imediatamente, e só haverá energia elétrica enquanto houver luz para alimentar os painéis solares. Por exemplo, um sistema off grid pode ser utilizado para gerar energia durante o dia para acionar uma bomba de água (adequada para uso com sistemas fotovoltaicos) em uma área rural.
Fonte da imagem: https://www.poweroneups.com/2019/01/03/complete-guide-for-solar-water-pump-installation/