多年以来，人们对太阳能的利用多采用间接方式，例如，火力发电，以煤、石油或者天然气为能源，经燃烧将化学能变成热能，然后由水蒸气推动发电机发电。上述发电方式只能一次性使用能源，不仅造成能源的浪费，也使环境受到了污染。而太阳能光伏发电技术是通过太阳能电池将太阳辐射能转换为电能的发电系统，是一种利用光电转换原理和相应的光电转换器材来发电的系统，具有安全可靠、无噪声、无污染、能量随处可得、不受地域限制、故障率低、无需架设输电线路等优点，这些优点是常规发电方式所不及的。利用这些优点，太阳能光伏发电技术，广泛应用于航天、通信、军事、交通、城市建设、民用设施等诸多领域。随着太阳能电池转换效率不断提高，生产成本的不断下降，太阳能光伏发电将在能源、环境和人类社会未来发展中占据更重要地位。
本节主要介绍太阳能光伏发电系统的原理，以及组成和分类等方面，针对微小光伏发电系统的组成也相应地进行了阐述。微小型系统中太阳能电池产生的电能主要用于电子器件的能量供给，所以一般是直流、小电压供给。
2.2.1太阳能光伏发电的基本原理
光伏发电是利用半导体电子器件太阳能电池有效地吸收太阳光辐射能，使之转变成电能的直接发电方式。由于太阳能光伏发电系统，是利用以光生伏特效应原理制成的太阳能电池将太阳能直接转换成电能的，所以也称为太阳能电池发电系统。太阳能电池的工作原理：一是太阳能电池吸收一定能量的光子后，半导体内产生电子一空穴对，称为“光生载流子”，两者电性相反，电子带负电，空穴带正电；二是电性相反的光生载流子被半导体P-N结所产生的静电场所分开；三是光生载流子电子和空穴对分别被太阳能电池的正、负极所采集，并在外电路中产生电流，从而获得电能。
太阳能光伏发电将由太阳能电池阵列产生的电能加以利用，有直流和交流两种方式，一是直接传输给直流负载使用或利用蓄电池存储供以后使用；二是直接通过逆变电路变换为交流电供给负载或并人电网。本节介绍大型光伏系统的同时也介绍微型光伏发电系统，即太阳能电池产生的电能主要用于供给电子器件使用，这种电能一般是小电压的直流电。
2.2.2大型光伏系统的组成
大型的光伏发电系统主要由太阳能光伏阵列、控制器、逆变器、蓄电池、负载等组成，如图2-2所示。
图2-2 光伏发电系统的构成
1．太阳能光伏阵列
太阳能能量采集器件是太阳能电池，也称光伏电池，是由多个太阳能电池组件用导线通过串联或并联进行连接而成的集合体。太阳能电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为2cm×2cm - 15cm×15cm。太阳能电池单体的工作电压约为0. 45V -0.5V，工作电流约为20mA/cm2~ 25mA/cm2。太阳能电池单体进行串并联封装后成为太阳能电池组件，太阳能电池组件经过串并联安装在支架上就构成太阳能电池方阵，如图2-3所示。
图2-3 太阳能电池阵列的构成
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