A nap energiáját, mint megújuló energiaforrást felhasználó szerkezeteknek két típusa a napelem és a napkollektor. A napelem a fényenergiát villamos energiává, a napkollektor pedig ugyanazt hőenergiává alakítja át. Az első így minden villamos energiát igénylő eszköz működtetésére, míg a második elsősorban meleg víz előállítására alkalmas.

Ma a napenergia hasznosítására készített legkorszerűbb eszköz egy fényelem. A leghatékonyabb elemeket szilícium egykristályból készítik, ezek a leghatékonyabbak, a piacon lévő napelemek 90 százalékának alapjai. Az egykristályos szilícium elem 10-15 százalékos, míg olcsóbb, többkristályos társa 8-10 százalékos hatékonyságot tud garantálni használójának.

A napelem rendszerek leglényegesebb tartozéka a napelem-modul, ahol a tényleges energiatermelés következik be. Működésének lényege az, hogy a fénysugárzás fotonjai (ez a fényért és minden elektromágneses hullámzásért felelős elemi részecske) elmozdítja a napelem-modul félvezetőjének elektronjait a kötéseiből, a kémiai folyamatból adódóan pedig az elem diódájának anódján és katódján potenciálkülönbség keletkezik. Ez pedig elektromos feszültséget gerjeszt.

A napelem rendszer napelem modulja cellákból áll össze. A cellák működéséhez természetesen fényenergiára van szükség, a Nap nélkül csak külső beavatkozással (energiaközléssel) indulna el a folyamat. Egy napcella teljesítménye így egy borongós januári napon csak a teljes hatékonyság 50-60 százalékát közelíti meg. Egy cella fél-egy Volt feszültség előállítására alkalmas, éppen a kis mennyiség miatt szükséges az egységeket modulokba kötni. A leggyakoribb a 12-24 Volt feszültségű modulok összekapcsolása, amelyek megközelítőleg 50 Watt teljesítményt képesek produkálni. Egy ekkora napelem modul nagysága már fél négyzetméter.

Hazánkban a szakemberek azt ajánlják a házi napelem-modulok felszerelésével kapcsolatban (a napsütés földrajzi jellegzetességeinek figyelembevételével), hogy déli tájolásúak legyenek, 60 fokos dőlésszöggel, így érhető el itt a legnagyobb hatékonyság. Így a legtöbb napelem-modul felszerelhető az épületek déli fekvésű falaira függőlegesen is.

Önmagában véve azonban maga a napelem modul része, csak egy alkotóeleme a szerkezetnek. Nagyobb teljesítmény elérése érdekében napelem-rendszer készítése szükséges.