太陽能發(fā)電是利用電池組件將太陽能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置。太陽能電池組件（Solar?cells）是利用半導體材料的電子學特性實現(xiàn)P-V轉換的固體裝置，在廣大的無電力網(wǎng)地區(qū)，該裝置可以方便地實現(xiàn)為用戶照明及生活供電，一些發(fā)達國家還可與區(qū)域電網(wǎng)并網(wǎng)實現(xiàn)互補。而國內主要研究生產(chǎn)適用于無電地區(qū)家庭照明用的小型太陽能發(fā)電系統(tǒng)。
發(fā)電原理
太陽能電池與蓄電池組成系統(tǒng)的電源單元，因此蓄電池性能直接影響著系統(tǒng)工作特性。
（1）電池單元：由于技術和材料原因，單一電池的發(fā)電量是十分有限的，實用中的太陽能電池是單一電池經(jīng)串、并聯(lián)組成的電池系統(tǒng)，稱為電池組件（陣列）。單一電池是一只硅晶體二極管，根據(jù)半導體材料的電子學特性，當太陽光照射到由P型和N型兩種不同導電類型的同質半導體材料構成的P-N結上時，在一定的條件下，太陽能輻射被半導體材料吸收，在導帶和價帶中產(chǎn)生非平衡載流子即電子和空穴。同于P-N結勢壘區(qū)存在著較強的內建靜電場，因而能在光照下形成電流密度J，短路電流Isc，開路電壓Uoc。?若在內建電場的兩側面引出電極并接上負載，理論上講由P-N結、連接電路和負載形成的回路，于是就有“光生電流”流過，太陽能電池組件就實現(xiàn)了對負載的功率P輸出。
（2）電能儲存單元：太陽能電池產(chǎn)生的直流電輸入蓄電池儲存，蓄電池的特性影響著系統(tǒng)的工作效率和特性。蓄電池技術是十分成熟的，但其容量要受到末端需電量，日照時間（發(fā)電時間）的影響。因此蓄電池瓦時容量和安時容量由預定的連續(xù)無日照時間決定。
設置原理
太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計需要考慮的因素：
1、?需要考慮太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)使用的地方以及該地日光輻射情況；
2、?需要考慮太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)需要承載的負載功率；
3、?系統(tǒng)所輸出電壓，以及考慮應該使用直流電還是交流電；
4、?系統(tǒng)每天需要工作的小時數(shù)；
5、?如遇到?jīng)]有日光照射的陰雨天氣，系統(tǒng)需連續(xù)供電多少天；
6、?考慮負載的情況，是純電阻性、電容性還是電感性，啟動電流的大小。
系統(tǒng)組成
光伏系統(tǒng)是由太陽能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器，交流配電柜、自動太陽能跟蹤系統(tǒng)、自動太陽能組件除塵系統(tǒng)等設備組成。其各部分設備的作用是：
太陽能電池
在有光照（無論是太陽光，還是其它發(fā)光體產(chǎn)生的光照）情況下，電池吸收光能，電池兩端出現(xiàn)異號電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，這就是“光生伏應”。在光生伏打效應的作用下，太陽能電池的兩端產(chǎn)生電動勢，將光能轉換成電能，是能量轉換的器件。太陽能電池一般為硅電池，分為單晶硅太陽能電池，多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池三種。
原材料特點：
電池片：采用（16.5%以上）的單晶硅太陽能片封裝，太陽能電池板發(fā)電功率充足。???

玻璃：?采用低鐵鋼化絨面玻璃(又稱為白玻璃)，?厚度3.2mm,在太陽電池光譜響應的波長范圍內(320-1100nm)透光率達91%以上，對于大于1200?nm的紅外光有較高的反射率。此玻璃同時能耐太陽紫外光線的輻射，透光率不下降。
EVA：采用加有抗紫外劑、抗氧化劑和固化劑的厚度為0.78mm的EVA膜層作為太陽電池的密封劑和與玻璃、TPT之間的連接劑。具有較高的透光率和能力。
TPT：太陽電池的背面覆蓋物—氟塑料膜為白色，對陽光起反射作用，因此對組件的效率略有提高，并因其具有較高的紅外發(fā)射率，還可降低組件的工作溫度，也有利于提高組件的效率。當然，此氟塑料膜具有太陽電池封裝材料所要求的耐老化、不透氣等基本要求。
邊框：所采用的鋁合金邊框具有高強度，抗機械沖擊能力強。也是家用太陽能發(fā)電中價值的部分。
蓄電池組
其作用是貯存太陽能電池方陣受光照時發(fā)出的電能并可隨時向負載供電。太陽能電池發(fā)電對所用蓄電池組的基本要求是：a.自放電率低；b.使用壽命長；c.深放電能力強；d.充電狀態(tài)；e.少維護或免維護；f.工作溫度范圍寬；g.價格低廉。目前我國與太陽能發(fā)電系統(tǒng)配套使用的蓄電池主要是鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池。配套200Ah以上的鉛酸蓄電池，一般屬于固定式或工業(yè)密封式免維護鉛酸蓄電池，每只蓄電池的額定電壓為2VDC；配套200Ah以下的鉛酸蓄電池，一般屬于小型密封免維護鉛酸蓄電池，每只蓄電池的額定電壓為12VDC。
充放電控制器
是能自動防止蓄電池過充電和過放電的設備。由于蓄電池的循環(huán)充放電次數(shù)及放電深度是決定蓄電池使用壽命的重要因素，因此能控制蓄電池組過充電或過放電的充放電控制器的設備。
逆變器
是將直流電轉換成交流電的設備。由于太陽能電池和蓄電池是直流電源，而負載是交流負載時，逆變器是運行的。逆變器按運行方式，可分為立運行逆變器和并網(wǎng)逆變器。立運行逆變器用于立運行的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，為立負載供電。并網(wǎng)逆變器用于并網(wǎng)運行的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)。逆變器按輸出波型可分為方波逆變器和正弦波逆變器。方波逆變器電路簡單，造價低，但諧波分量大，一般用于幾百瓦以下和對諧波要求不高的系統(tǒng)。正弦波逆變器轉換，但可以適用于各種負載。
逆變器保護功能：a、?過載保護；b、短路保護；c、接反保護；d、欠壓保護；e、過壓保護；f、過熱保護。
交流配電柜
其在電站系統(tǒng)的主要作用是對備用逆變器的切換功能，***系統(tǒng)的正常供電，同時還有對線路電能的計量。
系統(tǒng)分類
太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)分為立光伏發(fā)電系統(tǒng)與并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：
1、立光伏發(fā)電系統(tǒng)也叫離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負載供電，還需要配置交流逆變器。
2、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)就是太陽能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電這后直接接入公共電網(wǎng)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)有集中式大型并網(wǎng)光伏電站一般都是電站，主要特點是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調配向用戶供電。但這種電站投資大、建設周期長、占地面積大，發(fā)展難度較大。而分散式小型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，特別是光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)，由于投資小、建設快、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點，是并網(wǎng)光伏發(fā)電的主流。
系統(tǒng)優(yōu)劣
優(yōu)點
1、太陽能取之不盡，用之不竭，地球表面接受的太陽輻射能，能夠滿足電力能源需求的1萬倍。只要在4%沙漠上安裝太陽能光伏系統(tǒng)，所發(fā)電力就可以滿足人類用電的需要。太陽能發(fā)電系統(tǒng)，不會遭受能源危機或燃料市場不穩(wěn)定的沖擊；
2、太陽能隨處可處，可就近供電，不必長距離輸送，避免了長距離輸電線路的損失；
3、太陽能不用燃料，運行成本很低；
4、太陽能發(fā)電沒有運動部件，不易用損壞，維護簡單，特別適合于無人值守情況下使用；
5、太陽能發(fā)電不會產(chǎn)生任何廢棄物，沒有污染、噪聲等公害，對環(huán)境無不良影響，是理想的清潔能源；
6、太陽能發(fā)電系統(tǒng)建設周期短，方便靈活，而且可以根據(jù)負荷的增減，任意添加或減少太陽能方陣容量，避免浪費。
缺點
1、地面應用時有間歇性和隨機性，發(fā)電量與氣候條件有關，在晚上或陰雨天就不能或很少發(fā)電；
2、能量密度較低，標準條件下，地面上接收到的太陽輻射強度為1000W/M^2。大規(guī)格使用時，需要占用較大面積；
3、價格仍比較貴，為常規(guī)發(fā)電的3~15倍，初始投資高。
應用領域
一、用戶太陽能電源
（1）小型電源10-100W不等，用于邊遠無電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機等；（2）3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；（3）光伏水泵：解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌溉。
二、交通領域
如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。
三、通訊/通信領域
太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng)；農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機、士兵GPS供電等。
四、石油、海洋、氣象領域
石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等。
五、家庭燈具電源
如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。
六、光伏電站
10KW-50MW立光伏電站、風光（柴）互補電站、各種大型停車廠充電站等。
七、太陽能建筑
將太陽能發(fā)電與建筑材料相結合，使得未來的大型建筑實現(xiàn)電力自給，是未來一大發(fā)展方向。

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