光伏，即光伏發(fā)電系統(tǒng)，是利用半導體材料的光伏效應，將太陽輻射能轉化為電能的一種發(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)等設備組成。

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

用于光電轉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生的是直流電，然而日常生活中的常用負載 大多需要以交流電源供電，如日光燈、電視機、電冰箱、電風扇、空調等，絕大多數(shù)動力機械也是如此。因此需要一種把直流轉換為交流的裝置，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過逆變將能量直接供給負載使用，有源逆變則是指直流電經過逆變向交流電源供電。直流變交流的必要性還體現(xiàn)在當供電系統(tǒng)需要升高或降低電壓時，交流系統(tǒng)只需加一個變壓器即可，而在直流系統(tǒng)中技術與裝置就要復雜得多。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，逆變器還具有自動調壓或手動調壓功能，可改善光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電質量。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備。

優(yōu)點 1)運行可靠：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)維護費用低：建成后只需少量工作人員，對系統(tǒng)進行定期檢查和維護，相比較而言，常規(guī)發(fā)電站維護費用很大。 [4] 4)天然能源：能源是取之不盡、用之不竭的太陽能，無需能源費用。 [4] 5)無噪聲污染：整個系統(tǒng)無機械運動部件，不產生噪聲。 [4] 6)模塊化：根據(jù)需要選擇系統(tǒng)容量，安裝靈活、方便，擴容很簡便。 [4] 7)安全：系統(tǒng)內無易燃物品，安全性能高。 [4] 8)自主供電：可離網運行，立供電，可不受公用電網的影響。 [4] 9)分布式發(fā)電：可建設分散的光伏電站，減少對公用電網的影響及危害。 [4] 10)高海拔性：在海拔高、日照強的地區(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，光伏還可以應用于多種多樣的場景，比如建筑、農業(yè)、漁業(yè)、公共設施、景觀建設等。這些復合和跨界模式一方面使得光伏建設項目在清潔發(fā)電的同時能夠兼顧經濟發(fā)展和生態(tài)保護；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)項目獲得建設所需的土地資源。

光伏組件在與建筑相結合應用時，還應考慮兩個重要因素：1)為光伏組件有較高的光電轉化效率，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條件，因此在光伏組件的設計和安裝時，可考慮采用架空形式、雙層通風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，而建筑圍護結構的壽命通常是50年，在設計時，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，同時全球還有20億人得不到正常的能源供應。這個時候，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人類的能源結構，維持長遠的可持續(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。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、人類能夠自由利用的能源。太陽能每秒鐘到達地面的能量高達80萬千瓦，假如把地球表面0.1%的太陽能轉為電能，轉變率5%，每年發(fā)電量可達5.6×10^12千瓦小時，相當于世界上能耗的40倍。