光伏發電係統是將太陽能轉換成電能的發電係統，利用的是光生伏打效應。光伏發電係統分為獨立太陽能光伏發電係統和並網太陽能光伏發電係統。
獨立太陽能光伏發電是指太陽能光伏發電不與電網連接的發電方式，典型特征為需要蓄電池來存儲夜晚用電的能量。獨立太陽能光伏發電在民用範圍內主要用於邊遠的鄉村，如家庭係統、村級太陽能光伏電站；在工業範圍內主要用於電訊、衛星廣播電視、太陽能水泵，在具備風力發電和小水電的地區還可以組成混合發電係統，如風力發電/太陽能發電互補係統等。
並網太陽能光伏發電是指太陽能光伏發電連接到國家電網的發電的方式，成為電網的補充，典型特征為不需要蓄電池。民用太陽能光伏發電多以家庭為單位，商業用途主要為企業、政府大樓、公共設施、安全設施、夜景美化景觀照明係統等的供電，工業用途如太陽能農場。
光伏發電係統，按其使用場所不同，可分為空間應用和地麵應用兩大類。
在地麵可以作為獨立的電源使用，也可以與風力發電機或柴油機等組成混合發電係統，還可以與電網聯接，向電網輸送電力。目前應用比較廣泛的光伏發電係統主要是作為地麵獨立電源使用。通常的獨立光伏發電係統主要由太陽電池方陣、蓄電池、控製器以及阻塞二極管組成，其作用分別如下：
1.光伏電池方陣：方陣的作用是將太陽輻射能直接轉換成電能，供給負載使用。一般由若幹太陽電池組件按一定方式連接，再配上適當的支架及接線盒組成。
2.蓄電池組：蓄電池組是太陽電池方陣的貯能裝置，其作用是將方陣在有日照時發出的多餘電能貯存起來，在晚間或陰雨天供負載使用。在光伏發電係統中，蓄電池處於浮充放電狀態，夏天日照量大，除了供給負載用電外，還對蓄電池充電；在冬天日照量少，這部分貯存的電能逐步放出，在這種季節性循環的基礎上還要加上小得多的日循環，白天方陣給蓄電池充電，(同時方陣還要給負載用電)，晚上則負載用電全部由蓄電池供給。因此，要求蓄電池的自放電要小，而且充電效率要高，同時還要考慮價格和使用是否方便等因素。常用的蓄電池有鉛酸蓄電池和矽膠蓄電池，要求較高場合的也有價格比較昂貴的鎳鎘蓄電池。
3 .控製器：在不同類型的光伏發電係統中控製器各不相同，其功能多少及複雜程度差別很大，需根據發電係統的要求及重要程度來確定。控製器主要由電子元器件、儀表、繼電器、開關等組成。在簡單的太陽電池，蓄電池係統中，控製器的作用是保護蓄電池，避免過充，過放。若光伏電站並網供電，控製器則需要有自動監測、控製、調節、轉換等多種功能。如果負載用的是交流電，則在負載和蓄電池間還應配備逆變器，逆變器的作用就是將方陣和蓄電池提供的低壓直流電逆變成220伏交流電，供給負載使用。
4 .阻塞二極管：也稱作反充二極管或隔離二極管，其作用是利用二極管的單向導電性阻止無日照時蓄電池通過太陽電池方陣放電。對阻塞二極管的要求是工作電流必須大於方陣的最大輸出電流，反向耐壓要高於蓄電池組的電壓。在方陣工作時，阻塞二極管兩端有一定的電壓降，對矽二極管通常為0 .6V～0.8V；肖特基或鍺管0.3V左右。
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