光伏发电的主要原理是利用半导体的光生伏特效应而将光能热能直接转变为电能的一种技术。这种高科技术的核心元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护后，可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。半导体的光电效应。当光子照射到金属上时，光的能量可以被金属中某个电子全部吸收，一旦电子吸收的能量足够大，就能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来成为光电子。硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结后，空穴由P极区往N极区移动，电子由N极区向P极区移动，形成电流。

发电原理

光伏发电，其基本原理就是“光伏效应”。光能直接转变为电能的一种技术。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。

发电系统

太阳能光伏发电系统按与电力系统的关系可分为两大类：独立光伏发电系统(Stand-alone PV System)和并网光伏发电系统(Grid-connected PV System)。

独立光伏发电系统

独立光伏发电系统由太阳能光伏阵列、蓄电池组、充电控制器、电力电子变换器(逆变器)、负载等组成。其工作原理是，太阳辐射能量经过光伏阵列首先被转换成电能，然后由电力电子变换器变换后给负载供电。同时将多余的电能经过充电控制器后以化学能的形式储存在储能装置中。这样在日照不足时，储存在电池中的能量就可经过电力电子逆变器、滤波和工频变压器升压后变成交流220V、50 Hz的电能供交流负载使用。太阳能发电的特点是白天发电，而负载往往却是全天候用电，因此在独立光伏发电系统中储能元件必不可少，工程上使用的储能元件主要是蓄电池。

并网光伏发电系统

并网光伏发电系统由光伏阵列、高频DC/DC升压电路、电力电子变换器(逆变器)和系统监控部分组成。其工作原理是，太阳辐射能量经过光伏阵列转换后，再经高频直流变换后变成高压直流电，然后经过电力电子逆变器逆变后向电网输出与电网电压相频一致的正弦交流电流。

以上两种光伏发电系统的最大区别就在于，并网光伏发电系统直接与电网相连接，因而光伏阵列的电量盈余与并联电网可以实行互补，省去了独立光伏发电系统中必需的蓄电池等储能元件，不仅降低了系统成本，而且保证了系统的可靠性。同时，夏天太阳辐射强度大，光伏系统发电量多，可以对夏天电网的峰荷起到调节作用。随着近年来太阳能光伏发电的大规模应用以及太阳能电池组件价格的迅速下降，并网系统无疑将得到更为广泛的应用。

小结

光伏发电安装应因地制宜，合理选择系统类型才能匹配用户需求和实现客户价值。目前光伏并网系统是最主要的形式，它不用电池，系统成本低，是投资的首选，但相信随着储能电池成本降低，各种光伏储能系统的应用也将越来越广泛。