光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用半導(dǎo)體材料的光生伏特效應(yīng)將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)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(dǎo)體材料(如單晶硅、多晶硅)將光能轉(zhuǎn)化為直流電，單晶硅組件轉(zhuǎn)換效率可達(dá)24%，多晶硅為14%。 ?23?控制器?：離網(wǎng)系統(tǒng)必備，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)蓄電池充放電，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。 ?3?逆變器?：將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，適配電網(wǎng)或家用電器。 ?3?蓄電池?：離網(wǎng)系統(tǒng)存儲(chǔ)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(dǎo)體材料內(nèi)部電子運(yùn)動(dòng)形成電流，通過控制器調(diào)節(jié)后儲(chǔ)存或直接使用。 光伏發(fā)電系統(tǒng) (photovoltaic generation system)，簡(jiǎn)稱光伏(photovoltaic)，是指利用光伏電池的光生伏特效應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)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(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)分為獨(dú)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。獨(dú)立(或離網(wǎng))光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽電池組件(方陣)、控制器、儲(chǔ)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(zhuǎn)化為電能。太陽電池產(chǎn)生的電流為直流電，我們可以直接以直流電的形式應(yīng)用，也可以用離網(wǎng)型直流/交流逆變器將其轉(zhuǎn)換成為交流電加以應(yīng)用。從另一個(gè)角度來看，對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能我們可以即發(fā)即用，也可以用蓄電池等儲(chǔ)能裝置將電能存放起來，按照需要隨時(shí)釋放出來使用。(來源：中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)光伏專業(yè)委員會(huì))

光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。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(gòu)成。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)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(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)6.09億千瓦，十年增長(zhǎng)了10倍。 [21]2024年7月25日，國(guó)家能源局發(fā)布2024年上半年光伏發(fā)電建設(shè)情況。數(shù)據(jù)顯示，2024年上半年新增并網(wǎng)容量10248萬千瓦。 [15]2025年4月25日，國(guó)家能源局發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，2025年一季度，中國(guó)風(fēng)電光伏發(fā)電合計(jì)新增裝機(jī)7433萬千瓦，累計(jì)裝機(jī)達(dá)到14.82億千瓦，首次超過火電裝機(jī)。 [24]4月28日，國(guó)家能源局公告，2025年3月，全國(guó)新增建檔立卡新能源發(fā)電項(xiàng)目共4455個(gè)，其中光伏發(fā)電項(xiàng)目4408個(gè)。 [25]5月，全國(guó)新增建檔立卡新能源發(fā)電項(xiàng)目共4917個(gè)，其中光伏發(fā)電項(xiàng)目4875個(gè)。 [28]截至2025年5月底，全國(guó)累計(jì)發(fā)電裝機(jī)容量36.1億千瓦，同比增長(zhǎng)18.8%。6月，福建省地方標(biāo)準(zhǔn)《戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝技術(shù)規(guī)范》正式獲批發(fā)布。

早在1839年，法國(guó)科學(xué)家貝克雷爾(Becqurel)就發(fā)現(xiàn)，光照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。這種現(xiàn)象后來被稱為“光生伏特效應(yīng)”，簡(jiǎn)稱“光伏效應(yīng)”。1954年，美國(guó)科學(xué)家恰賓和皮爾松在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室首次制成了實(shí)用的單晶硅太陽電池，誕生了將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)。20世紀(jì)70年代后，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，全球能源危機(jī)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(duì)環(huán)境造成的危害日益突出，同時(shí)全球約有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(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。太陽能以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)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、無污染、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)800兆瓦時(shí)，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)5.6×1012千瓦小時(shí)，相當(dāng)于世界上能耗的40倍。正是由于太陽能的這些獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，20世紀(jì)80年代后，太陽能電池的種類不斷增多、應(yīng)用范圍日益廣闊、市場(chǎng)規(guī)模也逐步擴(kuò)大。

20世紀(jì)90年代后，光伏發(fā)電快速發(fā)展，到2006年，世界上已經(jīng)建成了10多座兆瓦級(jí)光伏發(fā)電系統(tǒng)，6個(gè)兆瓦級(jí)的聯(lián)網(wǎng)光伏電站。美國(guó)是最早制定光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃的國(guó)家。1997年又提出“百萬屋頂”計(jì)劃。日本1992年啟動(dòng)了新陽光計(jì)劃，到2003年日本光伏組件生產(chǎn)占世界的50%，世界前10大廠商有4家在日本。而德國(guó)新可再生能源法規(guī)定了光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)，大大推動(dòng)了光伏市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使德國(guó)成為繼日本之后世界光伏發(fā)電發(fā)展最快的國(guó)家。瑞士、法國(guó)、意大利、西班牙、芬蘭等國(guó)，也紛紛制定光伏發(fā)展計(jì)劃，并投巨資進(jìn)行技術(shù)開發(fā)和加速工業(yè)化進(jìn)程。世界光伏組件在1990年—2005年年平均增長(zhǎng)率約15%。20世紀(jì)90年代后期，發(fā)展更加迅速，1999年光伏組件生產(chǎn)達(dá)到200兆瓦。商品化電池效率從10%～13%提高到13%～15%，生產(chǎn)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(kuò)大。光伏組件的生產(chǎn)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(xiàng)費(fèi)用。太陽能電池板作為核心部件，其質(zhì)量和功率不同，價(jià)格差異較大。以常見的多晶硅太陽能電池板為例，每瓦價(jià)格可能在2 - 5元不等，一個(gè)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(fù)責(zé)將太陽能電池板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，其價(jià)格也不菲，大約在2000 - 5000元。再加上支架、線纜等材料費(fèi)用以及專業(yè)的安裝費(fèi)用，整體前期投資可能高達(dá)3 - 5萬元甚至更多。這對(duì)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(huì)給他們帶來一定的經(jīng)濟(jì)壓力。

盡管從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，太陽能光伏發(fā)電可以為用戶節(jié)省電費(fèi)支出，甚至在一些地區(qū)還能通過余電上網(wǎng)獲得收益，但收回前期投資成本所需的時(shí)間較長(zhǎng)。一般來說，在光照條件較好、電費(fèi)價(jià)格較高且有合適的補(bǔ)貼政策的情況下，投資回報(bào)周期可能在5 - 10年。然而，如果光照資源有限、當(dāng)?shù)仉娰M(fèi)較低或者補(bǔ)貼政策不穩(wěn)定，回報(bào)周期可能會(huì)延長(zhǎng)至10 - 15年，甚至更久。這意味著投資者需要在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)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(zhuǎn)化為電能，因此光照條件對(duì)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(yùn)行，產(chǎn)生可觀的電量。但如果所處地區(qū)經(jīng)常陰天、多云，或者存在長(zhǎng)時(shí)間的雨季、冬季日照時(shí)間短等情況，發(fā)電效率就會(huì)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(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間無法獲得充足的光照，導(dǎo)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(huì)對(duì)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)造成損害。強(qiáng)風(fēng)可能會(huì)吹落或損壞太陽能電池板的支架，導(dǎo)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(guān)設(shè)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(huì)影響太陽能電池板的性能，高溫會(huì)降低電池板的轉(zhuǎn)換效率，而低溫可能導(dǎo)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(yùn)行，需要定期對(duì)太陽能電池板進(jìn)行清潔?；覊m、污垢、樹葉等雜物會(huì)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(shí)間(如1 - 3個(gè)月，具體頻率取決于當(dāng)?shù)丨h(huán)境)對(duì)電池板進(jìn)行清潔，這需要耗費(fèi)一定的人力和物力。同時(shí)，還需要定期對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)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(yùn)行狀態(tài)是否正常等。這些維護(hù)工作需要專業(yè)知識(shí)和技能，如果操作不當(dāng)，可能會(huì)引發(fā)安全問題或?qū)е略O(shè)備損壞。