光伏系統應用非常廣泛，光伏系統應用的基本形式可分為兩大類：獨立發電系統和并網發電系統。應用主要領域主要在太空航空器、通信系統、微波中繼站、電視差轉臺、光伏水泵和無電缺電地區戶用供電。隨著技術發展和世界經濟可持續發展的需要，發達國家已經開始有計劃廣城市光伏并網發電，主要是建設戶用屋頂光伏發電系統和MW級集中型大型并網發電系統等，同時在交通工具和城市照明等方面大力推廣太陽能光伏系統的應用。
光伏系統的規模和應用形式各異，如系統規模跨度很大，小到0.3～2W的太陽能庭院燈，大到MW級的太陽能光伏電站，如3.75kWp家用型屋頂發電設備、敦煌10MW專案。其應用形式也多種多樣，在家用、交通、通信、空間應用等諸多領域都能得到廣泛的應用。盡管光伏系統規模大小不一，但其組成結構和工作原理基本相同。圖4-1是一個典型的供應直流負載的光伏系統示意圖。
光伏提水是將太陽的輻射能轉變成電能 ,再由電能驅動水泵來達到揚水之功效的。太陽能光電利用技術是能源利用技術中先進的技術 ,被認為是今后有發展前途的一種新技術。太陽能光伏提水系統由光電池、控制器、光伏水泵組成。光電池是將太陽的輻射能直接轉換成電能的裝置。控制器是將直流電轉變為交流電實現逆變 ,對水泵進行變頻控制和功率點跟蹤的裝置 ;光伏水泵是具有寬工作區的多級離心式水泵 ,配備有太陽能驅動電機組成的泵水裝置。
太陽能光伏提水裝置 ,輕巧方便 ,機動靈活 ,適用范圍廣、經濟性好。它不但是邊遠無電地區供水的重要手段 ,也是其它地區和領域的一種理想供水方式。太陽能光伏提水系統 ,可用于村莊、牧場、家庭的人畜供水 ,也可以同節水灌溉相結合進行農田和人工草場的灌溉。光伏提水現狀 隨著建設新農村的需求,光伏提水業得到了迅速發展,它對解決人畜供水和農牧業灌溉問題起到了較大的作用。但因在光伏提水工程建設過程中沒有可執行的標準,工程建設的隨意性大,使光伏提水系統利用率低、效益差,系統功能不能全部發揮。
能量轉換環節少。
從能量轉換環節來看，太陽能光伏發電是直接將太陽輻射能轉換為電能，在所有可再生能源利用中，太陽能光伏發電的轉換環節少、利用直接。一般來說，在整個生態環境的能量流動中，隨著轉換環節的增加、轉換鏈條的拉長，能量的損失將呈幾何級增加，并同時大大增加整個系統的建設、運行成本和不穩定性。目前，晶體硅太陽能電池的光電轉換效率實用水平為15%-20%,實驗室高水平已達35%。
經濟、環保。
從資源條件尤其是土地占用來看，生物能、風能是較為苛刻的，而太陽能利用則很靈活。如果說太陽能光伏發電占用土地面積為1,風力則是太陽能的8-10倍，生物能則達到100倍。就水電而言，一個大型水壩的建成往往需要淹沒數十平方公里到上百平方公里的土地。相比而言，太陽能發電不需要占用更多的土地，屋頂、墻面都可成為太陽能光伏發電利用的場所，還可利用我國廣闊的沙漠，通過在沙漠上建造太陽能光伏發電基地，直接降低沙漠地帶直射到地表的太陽輻射，有效降低地表溫度，減小蒸發量，進而使植物的存活和生長在相當程度上成為可能，穩固并減少沙丘，又向大自然索取了所需的清潔可再生能源。
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