光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用半導體材料的光生伏特效應將太陽輻射能直接轉換為電能的裝置，主要由光伏組件、控制器、逆變器等核心部件組成。

?光伏組件?：核心部件，通過半導體材料(如單晶硅、多晶硅)將光能轉化為直流電，單晶硅組件轉換效率可達24%，多晶硅為14%。 ?23?控制器?：離網系統(tǒng)必備，負責調節(jié)蓄電池充放電，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。 ?3?逆變器?：將直流電轉換為交流電，適配電網或家用電器。 ?3?蓄電池?：離網系統(tǒng)存儲電能，保障夜間或陰雨天供電。 ?3工作原理太陽光照射到光伏組件表面，激發(fā)半導體材料內部電子運動形成電流，通過控制器調節(jié)后儲存或直接使用。 光伏發(fā)電系統(tǒng) (photovoltaic generation system)，簡稱光伏(photovoltaic)，是指利用光伏電池的光生伏特效應，將太陽輻射能直接轉換成電能的發(fā)電系統(tǒng)。

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)分為獨立光伏系統(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。獨立(或離網)光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽電池組件(方陣)、控制器、儲能蓄電池(組)、直流/交流逆變器等部分組成。光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件是太陽電池組件，它將太陽的光能直接轉化為電能。太陽電池產生的電流為直流電，我們可以直接以直流電的形式應用，也可以用離網型直流/交流逆變器將其轉換成為交流電加以應用。從另一個角度來看，對于光伏發(fā)電系統(tǒng)產生的電能我們可以即發(fā)即用，也可以用蓄電池等儲能裝置將電能存放起來，按照需要隨時釋放出來使用。(來源：中國可再生能源學會光伏專業(yè)委員會)

光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技術。主要由太陽電池板(組件)、控制器和逆變器三大部分組成，主要部件由電子元器件構成。太陽能電池經過串聯(lián)后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。截至2023年底，中國光伏發(fā)電累計裝機容量達6.09億千瓦，十年增長了10倍。 [21]2024年7月25日，國家能源局發(fā)布2024年上半年光伏發(fā)電建設情況。數據顯示，2024年上半年新增并網容量10248萬千瓦。 [15]2025年4月25日，國家能源局發(fā)布數據顯示，2025年一季度，中國風電光伏發(fā)電合計新增裝機7433萬千瓦，累計裝機達到14.82億千瓦，首次超過火電裝機。 [24]4月28日，國家能源局公告，2025年3月，全國新增建檔立卡新能源發(fā)電項目共4455個，其中光伏發(fā)電項目4408個。 [25]5月，全國新增建檔立卡新能源發(fā)電項目共4917個，其中光伏發(fā)電項目4875個。 [28]截至2025年5月底，全國累計發(fā)電裝機容量36.1億千瓦，同比增長18.8%。6月，福建省地方標準《戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝技術規(guī)范》正式獲批發(fā)布。

早在1839年，法國科學家貝克雷爾(Becqurel)就發(fā)現，光照能使半導體材料的不同部位之間產生電位差。這種現象后來被稱為“光生伏特效應”，簡稱“光伏效應”。1954年，美國科學家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室首次制成了實用的單晶硅太陽電池，誕生了將太陽光能轉換為電能的實用光伏發(fā)電技術。20世紀70年代后，隨著現代工業(yè)的發(fā)展，全球能源危機和大氣污染問題日益突出，傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，對環(huán)境造成的危害日益突出，同時全球約有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。太陽能以其獨有的優(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、無污染、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800兆瓦時，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5.6×1012千瓦小時，相當于世界上能耗的40倍。正是由于太陽能的這些獨特優(yōu)勢，20世紀80年代后，太陽能電池的種類不斷增多、應用范圍日益廣闊、市場規(guī)模也逐步擴大。

20世紀90年代后，光伏發(fā)電快速發(fā)展，到2006年，世界上已經建成了10多座兆瓦級光伏發(fā)電系統(tǒng)，6個兆瓦級的聯(lián)網光伏電站。美國是最早制定光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃的國家。1997年又提出“百萬屋頂”計劃。日本1992年啟動了新陽光計劃，到2003年日本光伏組件生產占世界的50%，世界前10大廠商有4家在日本。而德國新可再生能源法規(guī)定了光伏發(fā)電上網電價，大大推動了光伏市場和產業(yè)發(fā)展，使德國成為繼日本之后世界光伏發(fā)電發(fā)展最快的國家。瑞士、法國、意大利、西班牙、芬蘭等國，也紛紛制定光伏發(fā)展計劃，并投巨資進行技術開發(fā)和加速工業(yè)化進程。世界光伏組件在1990年—2005年年平均增長率約15%。20世紀90年代后期，發(fā)展更加迅速，1999年光伏組件生產達到200兆瓦。商品化電池效率從10%～13%提高到13%～15%，生產規(guī)模從1～5兆瓦/年發(fā)展到5～25兆瓦/年，并正在向50兆瓦甚至100兆瓦擴大。光伏組件的生產成本降到3美元/瓦以下。

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的前期投資涵蓋了太陽能電池板、逆變器、支架、線纜以及安裝等多項費用。太陽能電池板作為核心部件，其質量和功率不同，價格差異較大。以常見的多晶硅太陽能電池板為例，每瓦價格可能在2 - 5元不等，一個小型家庭用的5千瓦光伏發(fā)電系統(tǒng)，僅電池板的成本可能就在1 - 2.5萬元左右。逆變器負責將太陽能電池板產生的直流電轉換為交流電，其價格也不菲，大約在2000 - 5000元。再加上支架、線纜等材料費用以及專業(yè)的安裝費用，整體前期投資可能高達3 - 5萬元甚至更多。這對于許多普通家庭或小型企業(yè)來說，是一筆不小的開支，可能會給他們帶來一定的經濟壓力。

盡管從長遠來看，太陽能光伏發(fā)電可以為用戶節(jié)省電費支出，甚至在一些地區(qū)還能通過余電上網獲得收益，但收回前期投資成本所需的時間較長。一般來說，在光照條件較好、電費價格較高且有合適的補貼政策的情況下，投資回報周期可能在5 - 10年。然而，如果光照資源有限、當地電費較低或者補貼政策不穩(wěn)定，回報周期可能會延長至10 - 15年，甚至更久。這意味著投資者需要在較長時間內持續(xù)投入，且收益具有一定的不確定性。

太陽能光伏發(fā)電的核心原理是利用太陽能電池板將太陽光能轉化為電能，因此光照條件對其發(fā)電效率起著決定性作用。在光照充足的地區(qū)，光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠高效運行，產生可觀的電量。但如果所處地區(qū)經常陰天、多云，或者存在長時間的雨季、冬季日照時間短等情況，發(fā)電效率就會大幅降低。例如，在一些高緯度地區(qū)或氣候多變的山區(qū)，一年中可能有相當長的時間無法獲得充足的光照，導致光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量不穩(wěn)定，難以滿足用戶的用電需求。

除了光照條件，惡劣天氣也會對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)造成損害。強風可能會吹落或損壞太陽能電池板的支架，導致電池板移位甚至破裂;暴雨可能引發(fā)積水，浸泡電池板和相關設備，造成短路等故障;冰雹則可能直接砸壞電池板表面的玻璃，使其失去發(fā)電能力。此外，極端高溫或低溫環(huán)境也會影響太陽能電池板的性能，高溫會降低電池板的轉換效率，而低溫可能導致電池板的材料性能發(fā)生變化，影響其使用壽命。

為了確保太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的高效運行，需要定期對太陽能電池板進行清潔?；覊m、污垢、樹葉等雜物會覆蓋在電池板表面，阻擋陽光照射，降低發(fā)電效率。一般建議每隔一段時間(如1 - 3個月，具體頻率取決于當地環(huán)境)對電池板進行清潔，這需要耗費一定的人力和物力。同時，還需要定期對整個系統(tǒng)進行檢查，包括電池板的連接是否牢固、線纜是否破損、逆變器的運行狀態(tài)是否正常等。這些維護工作需要專業(yè)知識和技能，如果操作不當，可能會引發(fā)安全問題或導致設備損壞。