光伏，即光伏發(fā)電系統(tǒng)，是利用半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量來源于取之不盡、用之不竭的太陽能，是一種清潔、安全和可再生的能源。光伏發(fā)電過程不污染環(huán)境，不破壞生態(tài)。 [11] 光伏發(fā)電系統(tǒng)分為立光伏系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(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、太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設(shè)備組成。

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)直接與電網(wǎng)相連接，因而光伏陣列的電量盈余與并聯(lián)電網(wǎng)可以實(shí)行互補(bǔ)，省去了立光伏發(fā)電系統(tǒng)中必需的蓄電池等儲(chǔ)能元件，不僅降低了系統(tǒng)成本，而且了系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，夏天太陽輻射強(qiáng)度大，光伏系統(tǒng)發(fā)電量多，可以對夏天電網(wǎng)的峰荷起到調(diào)節(jié)作用。隨著近年來太陽能光伏發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用以及太陽能電池組件價(jià)格的迅速下降，并網(wǎng)系統(tǒng)無疑將得到更為廣泛的應(yīng)用。

用于光電轉(zhuǎn)換的小單元是太陽能電池單體。它的尺寸為4~100cm2，工作電壓為0.45~0.50V，工作電流為20~25mA/cm2，因而不能單作為電源使用。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，需要將太陽能電池單體進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)和封裝，形成太陽能電池組件。它的功率可以從幾瓦到幾百瓦，可以單作為電源使用。太陽能電池陣列則是將太陽能電池組件經(jīng)過串聯(lián)、并聯(lián)后并裝在支架上，它可以輸出幾百瓦、幾千瓦甚至更大的功率，是光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能產(chǎn)生器。

太陽電池組件種類繁多，根據(jù)太陽能電池片的類型可分為：單晶硅組件、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)太陽能電池組件約占市場的80%~90%。晶體硅的封裝材料與工藝也有所不同，主要分為環(huán)氧樹脂膠封、層壓封裝硅膠封裝等。目前用得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。

太陽能電池陣列在陽光照射下產(chǎn)生的是直流電，然而日常生活中的常用負(fù)載 大多需要以交流電源供電，如日光燈、電視機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇、空調(diào)等，絕大多數(shù)動(dòng)力機(jī)械也是如此。因此需要一種把直流轉(zhuǎn)換為交流的裝置，這就是逆變器。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源和有源兩種，無源逆變是指直流電經(jīng)過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。此外，逆變器還具有自動(dòng)調(diào)壓或手動(dòng)調(diào)壓功能，可改善光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電質(zhì)量。顯而易 見，逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)中不可缺少的重要配套設(shè)備。

優(yōu)點(diǎn) 1)運(yùn)行可靠：即使在惡劣的環(huán)境和氣候條件下也可正常供電。 [4] 2)壽命長：晶體硅組件壽命通常在25年以上，非晶硅組件壽命通常在20年以上。 [4] 3)維護(hù)費(fèi)用低：建成后只需少量工作人員，對系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，相比較而言，常規(guī)發(fā)電站維護(hù)費(fèi)用很大。 [4] 4)天然能源：能源是取之不盡、用之不竭的太陽能，無需能源費(fèi)用。 [4] 5)無噪聲污染：整個(gè)系統(tǒng)無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，不產(chǎn)生噪聲。 [4] 6)模塊化：根據(jù)需要選擇系統(tǒng)容量，安裝靈活、方便，擴(kuò)容很簡便。 [4] 7)安全：系統(tǒng)內(nèi)無易燃物品，安全性能高。 [4] 8)自主供電：可離網(wǎng)運(yùn)行，立供電，可不受公用電網(wǎng)的影響。 [4] 9)分布式發(fā)電：可建設(shè)分散的光伏電站，減少對公用電網(wǎng)的影響及危害。 [4] 10)高海拔性：在海拔高、日照強(qiáng)的地區(qū)，更能增加系統(tǒng)的輸出功率。（相比光伏發(fā)電高海拔地區(qū)，由于氣壓低，柴油發(fā)電機(jī)效率降低，輸出功率減少。）

除了傳統(tǒng)思維中的太陽能電廠和分布式屋頂光伏，光伏還可以應(yīng)用于多種多樣的場景，比如建筑、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、公共設(shè)施、景觀建設(shè)等。這些復(fù)合和跨界模式一方面使得光伏建設(shè)項(xiàng)目在清潔發(fā)電的同時(shí)能夠兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)；另一方面，這種對空間集約利用的模式有助于新能源開發(fā)項(xiàng)目獲得建設(shè)所需的土地資源。

光伏組件在與建筑相結(jié)合應(yīng)用時(shí)，還應(yīng)考慮兩個(gè)重要因素：1)為光伏組件有較高的光電轉(zhuǎn)化效率，盡量保持光伏組件周圍的環(huán)境溫度處于較低的水平，這就要求光伏組件周圍有較好的通風(fēng)條件，因此在光伏組件的設(shè)計(jì)和安裝時(shí)，可考慮采用架空形式、雙層通風(fēng)屋面或雙層玻璃幕墻形式等；2)光伏組件的壽命通常是15～25年，而建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的壽命通常是50年，在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮光伏組件失效后的拆卸和更換要求。

傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，對環(huán)境造成的危害日益，同時(shí)全球還有20億人得不到正常的能源供應(yīng)。這個(gè)時(shí)候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu)，維持長遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。這之中太陽能以其的優(yōu)勢而成為人們重視的焦點(diǎn)。豐富的太陽輻射能是重要的能源，是取之不盡、用之不竭的、、廉價(jià)、人類能夠自由利用的能源。太陽能每秒鐘到達(dá)地面的能量高達(dá)80萬千瓦，假如把地球表面0.1%的太陽能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)變率5%，每年發(fā)電量可達(dá)5.6×10^12千瓦小時(shí)，相當(dāng)于世界上能耗的40倍。