A napelemek olyan szilárdtest eszközök, amelyek a fénysugárzás energiáját közvetlenül villamos energiává alakítják. Az energiaátalakítás alapja, hogy a fény elnyelődésekor mozgásképes töltött részecskéket generál, amiket az eszközben az elektrokémiai potenciálok, illetve az elektron kilépési munkák különbözőségéből adódó beépített elektromos tér rendezett mozgásra kényszerít.

A fotovoltanikus elemek abban különböznek a napelemektől, hogy árnyékban is képesek áramot termelni, nem csak napsütésben.

Azt az energiát, amely az összes Földön található és kitermelhető kőolajkészletekben rejlik a Nap 1,5 nap alatt sugározza a Földre. Az emberiség jelenlegi, évi energiafogyasztását a Nap egy órányi energiakibocsátása teljes egészében fedezné.

Mindenhol érdemes elgondolkodni a napelemmel és/vagy szélkerékkel történő áramtermelés használatáról. Alkalmazásukkal jelentősen csökkenthetők villamos energia költségei, illetve bizonyos esetekben kiválthatja a villamos hálózat kiépítésének költségeit is.

Napelemek alkalmazási területei:

• Családi házak, nyaralók áramellátása
• Vasúti jelzőfények
• Áramkimaradás elkerülése
• Segélyhívó kommunikáció működtetése
  
• Villanypásztor működtetése
  
• Tanyák, hálózattól elszigetelt rendszerek
• Mikrohullámú, rádió adó állomások