太阳能一方面作为一种对环境不产生或很少产生污染的新能源和可再生能源,是高含碳化石能源在污染物排放上不能比拟的一类重要潜代能源,另一方面,在我国广属的国土上,太阳能又是一种急需补充的能源。 我国9亿多农村人口中,迄今尚有 0。9亿人口没有用上电; 5-8%的人口未解决清洁饮水问題,约6800万人口生活在贫困线上。 由于农村能源短缺，利用水平低，造成植被的破坏，森林采伐过渡，河床淤塞，土地退化，导致生态环境恶化，阻碍了农村经济和社会的持续、健康发展。我国处于北半球欧亚大陆东部,幅员辽阔,太阳能资源十分丰富。各地年辐射总量在3。35 -8。35x106KJ/m2。因此，新能源和可再生能源的发展，太阳能独立发电系统在偏远地区的电力或没有电，如沿海岛屿解决电力问题，为这些地区的贫困的推广，农村经济与生态环境协调发展具有十分重要的意义。

太阳能供电进入家庭是一种趋势。目前，太阳能电源普及的不高，因为没有更合适的控制器为用户提供方便的服务，这是制约其发展的因素之一。因此，本文设计了太阳能家庭系统，为千家万户太阳能供电打下基础。

2。 光伏发电系统概述及其市场前景

2。1 光伏发电系统概述

2。1。1 光伏发电系统概念

光伏发电是一种根据光生伏特效应，利用半导体将太阳光转换成电能的技术。通常来说，一个完整的 光伏发电系统包括的主要设备有：太阳能电池板、自 动化太阳能控制器。其工作原理为：白天太阳能板会正常发电，控制器更具最大的发电功率调整变换器， 从而将电能引入蓄电池，同时，控制器控制逆变器给 家用电器供电；晚上太阳能电板停止发电，主控制器控制逆变器将蓄电池中的电能转换成交流电，给家用 电器供电。若蓄电池电量不足或光伏发电系统出现故 障，则控制器会自动将电路切换到正常电网供电线路中。 

2。1。2  太阳能电池光电转换原理

太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应将光能直接转变为电能的一种技术。 这种技术的关键元件是太阳能电池。

太阳能电池是一种对光敏感并能将光能转换为电能的半导体器件，能产生光生伏打效应的材料有许多种，如：单晶硅 、多晶硅、砷化镓等。民用太阳能电池常使用单晶硅、多晶硅材料。在纯净硅材料中，应用半导体工艺技术，分别掺入3价元素和5价元素材料，形成 P 型和 N 型硅材料，在 P 型和 N 型 接触面就会形成 PN 结。 当光线照射在太阳能电池表面上，一部分光子的能量被硅材料吸收，光子能量传递给硅原子，使电子通过 PN 结向 N 区运动聚集，使空穴通过 PN 结向 P 区运动聚集。 这样电子和空穴在 P-N 结两侧聚集形成电位差， 当外接电路时，在电压的作用下，将有电流流过电路产出一定的输出功率。这个过程就是光能转换为电能的过程。文献综述

2。1。3光伏发电系统类型

太阳能光伏发电系统从大类上可分为独立（离网）光伏发电系统和并网光伏发电系统两大类。独立型太阳能光伏发电系统适用于下列情况：①需要移动携带的设备电源；②夜间、阴雨天等不需要供电的场合；③远离电网的边远地区、农林牧区；④不需要并网的场合；⑤不要备用电源的场合等。

一般来说，远离电网而又必需要电力供应的地区以及如柴油发电等需要运输燃料、发电成本较高的场合，使用独立光伏发电系统将比较经济、环保，可优先考虑。

并网光伏发电系统将光能通过太阳能电池阵列转化为电能，并将直流电接入并网逆变器，并网光伏系统配置某些类型的蓄电池直流储能。并网逆变器由充放电控制、功率调节、交流逆变器和并网保护组成。逆变器的交流输出用于负载，多余的功率可以通过电力变压器和其他设备送入公共电网。当并网光伏系统因电力不足或由于自身的用电量过大时，公用电网可以被添加到交流负载电源（称为电源）。该系统配有监测、测试和显示系统，用于统计整个系统的工作状态监测、检测和发电等数据，还可以利用计算机网络系统进行远程控制和数据传输。