光伏系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。光伏系統(tǒng)應(yīng)用的基本形式可以分為兩類：獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楹教祜w機(jī)、通信系統(tǒng)、微波中繼站、電視轉(zhuǎn)播車、光伏水泵、無(wú)電缺電地區(qū)的家用電源。光伏系統(tǒng)的規(guī)模和應(yīng)用形式各不相同，如0.3 ~ 2瓦的太陽(yáng)能庭院燈，兆瓦級(jí)的太陽(yáng)能光伏電站，如3.75千瓦的家用屋頂發(fā)電設(shè)備和敦煌10兆瓦項(xiàng)目。它的應(yīng)用形式也多種多樣，可以廣泛應(yīng)用于家居、交通、通訊、空間應(yīng)用等諸多領(lǐng)域。光伏系統(tǒng)雖然規(guī)模不同，但其組成、結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。圖4-1是為DC負(fù)載供電的典型光伏系統(tǒng)的示意圖。它包含光伏系統(tǒng)中的幾個(gè)主要組件，太陽(yáng)能電池組件(也稱光伏電池組件)和并聯(lián)根據(jù)系統(tǒng)要求串聯(lián)而成，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能在陽(yáng)光下輸出。它是太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的核心部件。儲(chǔ)存太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)生的電能，在光線不足或夜間，或負(fù)載需求大于太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)生的電能時(shí)，釋放儲(chǔ)存的電能以滿足負(fù)載的能量需求。它是太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的儲(chǔ)能元件。目前太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)普遍采用鉛酸電池。對(duì)于要求較高的系統(tǒng)，通常采用深放電閥控密封鉛酸蓄電池和深放電吸液鉛酸蓄電池。調(diào)節(jié)和控制蓄電池的充放電情況，根據(jù)負(fù)載的功率需求控制太陽(yáng)能電池組件和蓄電池對(duì)負(fù)載的功率輸出，是整個(gè)系統(tǒng)的核心控制部分。隨著太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，控制器的功能越來(lái)越強(qiáng)大，傳統(tǒng)的控制部件、逆變器和監(jiān)控系統(tǒng)有集成的趨勢(shì)。比如AES公司的SPP和SMD系列控制器，集成了以上三種功能。用于光電轉(zhuǎn)換的最小單元是太陽(yáng)能電池單體。它的尺寸為4~100cm2，工作電壓為0.45~0.50V，工作電流為20~25mA/cm2，因而不能單獨(dú)作為電源使用。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，需要將太陽(yáng)能電池單體進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)和封裝，形成太陽(yáng)能電池組件。它的功率可以從幾瓦到幾百瓦，可以單獨(dú)作為電源使用。太陽(yáng)能電池陣列則是將太陽(yáng)能電池組件經(jīng)過(guò)串聯(lián)。

          根據(jù)太陽(yáng)能電池片的類型可分為：?jiǎn)尉Ч杞M件、多晶硅組件、砷化鎵組件、非晶硅薄膜電池組件等，其中晶體硅(包括單晶硅和多品硅)太陽(yáng)能電池組件約占市場(chǎng)的80%~90%。晶體硅的封裝材料與工藝也有所不同，主要分為環(huán)氧樹(shù)脂膠封、層壓封裝硅膠封裝等。目前用得最多的是真空層壓封裝方式，這種封裝方式適宜于大面積電池片的工業(yè)化封裝。由于光伏組件具有非線性的電源特性，為保證陣列在任何日照及環(huán)境溫度下都以最大的功率輸出，必須對(duì)光伏組件的最大功率點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，即MPPT技術(shù)。對(duì)于采用交流異步或同步電機(jī)的水泵系統(tǒng)，必須配備DC/AC電源轉(zhuǎn)換，以輸出適合電機(jī)工作需要的電壓，對(duì)于大功率的電機(jī)，通常需要配備變頻設(shè)備，以降低其啟動(dòng)時(shí)的功耗需求，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性。對(duì)于光伏水泵系統(tǒng)而言，水泵類型的選擇同樣至為重要。在功率不大的系統(tǒng)中，若用戶要求揚(yáng)程高但流量較小的情況下，宜選擇容積式水泵，其它情況下可采用離心式或軸流式水泵。由于光伏水泵系統(tǒng)的電力來(lái)源為太陽(yáng)輻射，因此，系統(tǒng)一般配置為白天工作，如夜間有供水需求，則需要配備蓄水設(shè)備。獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)是依靠蓄電池來(lái)儲(chǔ)存多余的電能，因此蓄電池在獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中占有重要地位。隨著太陽(yáng)能電池組件售價(jià)的下降，蓄電池的費(fèi)用在系統(tǒng)總投資中所占比重將會(huì)逐漸增加。另外，在獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行中，由于蓄電池故障而影響系統(tǒng)正常工作的情況更會(huì)占有很大比例。所以，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)男铍姵仡愋?，確定合適的蓄電池容量，精確地實(shí)施安裝、操作，精心維護(hù), 對(duì)于獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行十分重要。光伏發(fā)電系統(tǒng)中的逆變器是一種變流電路，其作用是把太陽(yáng)能電池陣列所發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為各種不同要求頻率和電壓值的交流電。逆變具體又可分為無(wú)源和有源兩種，無(wú)源逆變是指直流電經(jīng)過(guò)逆變將能量直接供給負(fù)載使用，有源逆變則是指直流電經(jīng)過(guò)逆變向交流電源供電。直流變交流的必要性還體現(xiàn)在當(dāng)供電系統(tǒng)需要升高或降低電壓時(shí)，交流系統(tǒng)只需加一個(gè)變壓器即可，而在直流系統(tǒng)中技術(shù)與裝置就要復(fù)雜得多。因此，除特殊用戶外，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中都需要配備逆變器。