Με τον όρο αυτό αναφερόμαστε σε φωτοβολταϊκά συστήματα που για να να λειτουργήσουν απαιτείται η παροχή τάσης από το εθνικό δίκτυο. Περιλαμβάνουν τα φωτοβολταϊκά πλαίσια με την καλωδίωση τους, ένα ή περισσότερους αναστροφείς (inverters) με εξοπλισμό διαμόρφωσης και σταθεροποίησης της τάσης, τις απαραίτητες γειώσεις και συνήθως ένα ή δύο (ΑC και DC) ξεχωριστoύς πίνακες ελέγχου, ασφαλειών προστασίας από υπερτάσεις και διακοπτών ισχύος. Το μέγεθος τους ποικίλει από μικρά οικιακά ή εμπορικά συστήματα στέγης σε πλήρεις φωτοβολταϊκούς σταθμούς (πάρκα) μεγάλης ισχύος.

Σε αντίθεση με τα αυτόνομα, τα συνδεδεμένα συστήματα σπάνια περιλαμβάνουν συσσωρευτές (μπαταρίες) για λόγους κόστους (οι μπαταρίες ειδικά λιθίου (Li-on) είναι ακόμη πολύ ακριβές).

Τα διασυνδεδεμένα συστήματα εφόσον πληρωθούν όλες οι αναγκαίες προϋποθέσεις διοχετεύουν την επιπλέουσα ενέργεια που δεν καταναλώνεται στο εθνικό δίκτυο.

H λειτουργία ενός τυπικού διασυνδεμένου συστήματος είναι εφικτή μόνο αν προηγουμένως υπάρξει μια σύμβαση σύνδεσης μεταξύ του «παραγωγού» και του φορέα διαχείρισης δικτύου (ΔΕΔΔΗΕ για την Ελλάδα). Η σύμβαση αυτή καθορίζει και τις προδιαγραφές ασφάλειας που πρέπει να τηρούνται στην εγκατάσταση ώστε να πραγματοποιηθεί η διασύνδεση.

Η εγκατεστημένη φωτοβολταϊκή ισχύς αποφασίζεται κατά ένα μέρος από τον παραγωγό και κατά ένα άλλο από τον φορέα διαχείρισης (ΔΕΔΔΗΕ) ανάλογα με το πρόγραμμα που θα ακολουθηθεί (π.χ. Νet metering ή Feed- in Tariff), ανάλογα με τη φύση του τιμολογίου (οικιακό, αγροτικό, εμπορικό) ανάλογα με το υπάρχον μέγεθος παροχής (από μονοφασική Νο 0 έως τριφασική Νο 7) αλλά και ανάλογα με τη δυναμικότητα του δικτύου στην περιοχή εγκατάστασης.

Mια τυπική οικιακή εγκατάσταση 10 kWp (εγκατεστημένης ισχύος) στη χώρα μας μπορεί να εξυπηρετήσει το μέγιστο φορτίο μιας συνηθισμένης τετραμελούς οικογένειας. Η επιπλέουσα παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια κατευθύνεται στο δίκτυο για να καταναλωθεί από άλλους χρήστες του δικτύου. Η διάχυση προς το δίκτυο καταγράφεται από ένα ξεχωριστό μετρητή και η ενέργεια αυτή στην περίπτωση του Net metering συμψηφίζεται με την οικιακή κατανάλωση μια φορά το χρόνο ενώ στην περίπτωση του Feed in Tariff κοστολογείται ανάλογα με τη συμφωνημένη τιμή (tariff) και πιστώνεται στον παραγωγό.

Όσον αφορά το πρόγραμμα Νet metering η σωστή διαστασιολόγηση είναι μεγάλης σημασίας διότι ένα υπερδιαστασιολογημένο σύστημα θα παράγει ετησίως πλεονάζουσα ενέργεια (μετά και τον συμψηφισμό) που ουσιαστικά «χαρίζεται» στο δίκτυο. Φυσικά σε κάθε περίπτωση αν ο παραγωγός έχει μικρότερη παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας από τις ανάγκες του θα «αγοράζει» την υπολειπόμενη ενέργεια από το δίκτυο αλλά το συνολικό κόστος θα είναι πολύ μικρότερο σχετικά με την εποχή που δεν είχε εγκατεστημένο το σύστημα.

Έχει αποδειχτεί πως η βέλτιστη επιλογή για μια συνηθισμένη οικία τετραμελούς οικογένειας που θέλει να ακολουθήσει το πρόγραμμα Net Metering είναι γύρω στα 5kWp.

Για τις επιχειρήσεις που θέλουν να ακολουθήσουν το πρόγραμμα αυτό, η επιλογή του μεγέθους της εγκατεστημένης ισχύος απαιτεί προσεκτική ανάγνωση των εποχιακών καταναλώσεων και ακριβείς εκτιμήσεις της παραγόμενης φωτοβολταϊκής ενέργειας, ώστε τελικά να επιτυγχάνεται η ταχύτερη δυνατή απόσβεση της επένδυσης.

H ηλιακή ενέργεια για να διατεθεί στο εθνικό δίκτυο θα πρέπει προηγουμένως να λάβει καθορισμένα χαρακτηριστικά. Το σκοπό αυτό επιτελεί ο αναστροφέας (grid connected inverter) που συνιστά και την καρδιά του συστήματος.

Ο αναστροφέας είναι μια σύνθετη συσκευή που όχι μόνο μετατρέπει την συνεχή τάση (DC) των φωτοβολταϊκών πλαισίων σε εναλασσόμενη (AC), αλλά ταυτόχρονα επιτηρεί τα χαρακτηριστικά ρεύματος του δικτύου (μέγεθος τάσης, κυματομορφή, συχνότητα) συγχρονίζονας την κυματομορφή του παραγόμενου ρεύματος και διαμορφώνοντας την παραγόμενη τάση του σε ένα μέγεθος ελαφρώς υψηλότερο από την τάση του δικτύου, ώστε να τελεστεί μια όσο το δυνατό ομαλότερη ροή ενέργειας από το φωτοβολταϊκό σύστημα στο δίκτυο. Ταυτόχρονα, επιτηρώντας τα χαρακτηριστικά του δικτύου, αποτρέπει ή και αποκόπτει σε δεδομένο χρονικό διάστημα τη διασύνδεση, αν εντοπίσει πως αυτά βρίσκονται εκτός των προκαθορισμένων ορίων που προβλέπει ο ΔΕΔΔΗΕ.

Τέλος, ο αναστροφέας επιτελεί και το έργο της αποτροπής του φαινομένου της νησιδοποίησης (islanding).

Νησιδοποίηση ονομάζουμε το φαινόμενο κατά το οποίο ένα μεμονωμένο φωτοβολταϊκό σύστημα συνεχίζει να παράγει και να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια στο δίκτυο ακόμα και όταν το τελευταίο δεν λειτουργεί (δεν υπάρχει τάση στις γραμμές). Το φαινόμενο αυτό εγκυμονεί κινδύνους για τους εργαζόμενους στο δίκτυο, οι οποίοι ενδέχεται να μην αντιληφθούν πως μια γραμμή τροφοδοτείται ακόμα και όταν το δίκτυο είναι εκτός λειτουργίας. Για το λόγο αυτό ο αναστροφέας θα πρέπει να αντιλαμβάνεται εγκαίρως τη διακοπή του δικτύου και να σταματά τη λειτουργία του, δηλαδή να εμπεριέχει ένα κύκλωμα ενεργητικής ή παθητικής προστασίας από τη νησιδοποίηση.

Πλεονεκτήματα
  • Είναι σχετικά ευκολότερα στο σχεδιασμό, εγκατάσταση και συντήρηση από τα αυτόνομα συστήματα που εμπεριέχουν συστοιχίες μπαταριών.
  • Τα διασυνδεμένα συστήματα όπως το Net metering ή το Feed in Tariff μπορούν να περιορίσουν ή να μηδενίσουν τα έξοδα του παραγωγού για το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνει.
  • Η διασύνδεση με το δίκτυο της φωτοβολταϊκής ενέργειας πλεονεκτεί ως προς το βαθμό αξιοποίησης της παραγόμενης ισχύος γιατί δεν υπάρχουν με αυτό τον τρόπο απώλειες αποθήκευσης.
  • Ένα φωτοβολταϊκό διασυνδεδεμένο σύστημα παραγωγής ενέργειας εξεταζόμενο σε όλη τη διάρκεια της ζωής του παρουσιάζει αρνητικό αποτύπωμα στην παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα καθώς όλη η ενέργεια που χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή του εξοπλισμού του είναι μικρότερη από την κατανάλωση ενέργειας ορυκτών καυσίμων που περιορίζει κατά τη χρήση του. Το πλεόνασμα γίνεται μεγαλύτερο σε χώρες όπως η Ελλάδα που παρουσιάζουν έντονη ηλιοφάνεια σχεδόν όλο το χρόνο.
Μειονεκτήματα
  • Λόγω της αναγκαίας ανύψωσης της τάσης που περιγράφηκε παραπάνω η διασύνδεση με το δίκτυο της φωτοβολταϊκής ενέργειας προκαλεί συσσωρευτικά ανύψωση του μεγέθους τάσης του δικτύου πολλές φορές και πάνω από τα επιτρεπτά όρια του 5%.
  • Η ευμετάβλητη φύση της φωτοβολταϊκής ισχύος προκαλεί υποβάθμιση της ποιότητας του δικτύου συντελώντας σε ταχεία μεταβολή της ονομαστικής τάσης κατά τη διασυνδεμένη λειτουργία των φωτοβολταϊκών συστημάτων. Αυτό προκαλεί συστηματική φθορά στους μετασχηματιστές του δικτύου αλλά και υπερφόρτιση ευαίσθητων ηλεκτρονικών συσκευών των καταναλωτών.
  • Η διασύνδεση με το δίκτυο εμφανίζει πολλές επιπλέον προκλήσεις για την ασφάλεια του δικτύου. Εκτός από το φαινόμενο της νησιδοποίησης που αναφέρθηκε , η εκτεταμένη χρήση φωτοβολταϊκής ενέργειας στο δίκτυο προκαλεί προβλήματα όπως: διατάραξη των αρμονικών του ρεύματος δικτύου λόγω των πυκνωτών των αναστροφέων, συχνές διακοπές στο δίκτυο λόγω εσφαλμένης ενεργοποίησης των ρελέ ασφαλείας, συχνές υπερτάσεις (ΤΟV), βλάβες σε μετασχηματιστές (LTC) και σταθεροποιητές τάσης (VR) του δικτύου.