מערכת פוטו-וולטאית היא מתקן ההופך ישירות את אנרגיית השמש לאנרגיה חשמלית. המתקן מבוסס על משפחת חומרים הנקראים חצי - מוליכים (Semiconductors), מהם מכינים את הרכיבים האלקטרוניים המשמשים לדוגמא במחשבים. העיקרון הפיזיקאלי עליו מבוססת פעולתו של המתקן היא האפקט הפוטו וולטאי, בו אור הפוגע בצומת המורכב משני חומרים שונים גורם לפליטת אלקטרון מהחומר. ברגע שמחברים מוליך חשמלי לחומר, זורמים האלקטרונים דרכו ליצירת זרם חשמלי.
המתקן מורכב מקולטים סולאריים, המונחים אל מול השמש כפי המודגם בתמונה. אור השמש פוגע בקולטים הסולאריים והופך לזרם חשמלי. הזרם החשמלי מנותב דרך ממירי מתח אשר מזרימים אותו ישירות אל רשת החשמל של חברת החשמל.