太陽(yáng)能戶用系統(tǒng)是指將光伏電池板置于家庭住宅頂層或者院落內(nèi)，用小功率或者微逆變器進(jìn)行換流過程，并直接利用該新能源，亦可將多余的電能并入電網(wǎng)。
我國(guó)的太陽(yáng)能光伏事業(yè)，由于國(guó)家對(duì)新能源開發(fā)的重視，加大了資金的投入，一批科研院所在太陽(yáng)能的利用和研究方面取得了豐碩成果，在太陽(yáng)能產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用方面邁出了實(shí)質(zhì)性的一步，為推動(dòng)太陽(yáng)能光伏行業(yè)走向市場(chǎng)奠定了基礎(chǔ)。
一、背景
我國(guó)的太陽(yáng)能資源比較豐富，但也比較集中，由于在現(xiàn)在的技術(shù)條件下太陽(yáng)能電池板的發(fā)電效率還不高，如果要想大規(guī)模利用太陽(yáng)能的話，就必須將太陽(yáng)能電池板大面積的呈矩形排列在空曠且日照充足的地方，這樣要建造太陽(yáng)能發(fā)電站的條件就變得相當(dāng)苛刻。相比較而言家庭
太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)適合作為分布式發(fā)電發(fā)展。單個(gè)家庭用電負(fù)荷一般較小。只要一個(gè)家庭有不大的場(chǎng)地如陽(yáng)臺(tái)或屋頂就可以安裝太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，而且一個(gè)小型的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能也足夠一個(gè)家庭使用并有富余。
二、現(xiàn)狀
隨著太陽(yáng)能電池及其組件的制造技術(shù)的進(jìn)步，單晶硅電池片光電轉(zhuǎn)換效率接近 30% ，太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)不斷升級(jí)，由小型的獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)向大規(guī)模的太陽(yáng)能發(fā)電站系統(tǒng)發(fā)展，太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)業(yè)已成熟。在這一技術(shù)領(lǐng)域，歐、美、日等國(guó)家居于世界前列，太陽(yáng)能光伏技術(shù)比較先進(jìn)，應(yīng)用范圍廣，光伏發(fā)電的目標(biāo)已向城市發(fā)展，開始大力推進(jìn)屋頂陽(yáng)光并網(wǎng)發(fā)電計(jì)劃。我國(guó)的太陽(yáng)能光伏事業(yè)，由于國(guó)家對(duì)新能源開發(fā)的重視，加大了資金的投入，一批科研院所在太陽(yáng)能的利用和研究方面取得了豐碩成果，在太陽(yáng)能產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用方面邁出了實(shí)質(zhì)性的一步，為推動(dòng)太陽(yáng)能光伏行業(yè)走向市場(chǎng)奠定了基礎(chǔ)。雖然我國(guó)的光伏產(chǎn)品有了很大的發(fā)展，但與國(guó)外同類產(chǎn)品相比其質(zhì)量和技術(shù)性能都較落后，很難與國(guó)外產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。
國(guó)內(nèi)戶用光伏產(chǎn)品的生產(chǎn)多集中在中國(guó)西部地區(qū)，生產(chǎn)戶用光伏產(chǎn)品的多屬小型民營(yíng)企業(yè)。品種單一，生產(chǎn)規(guī)模小，手段落后，且多停留在作坊式生產(chǎn)，工藝落后；標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范不健全、不配套；缺乏必要的檢測(cè)儀器設(shè)備，缺乏工藝規(guī)程監(jiān)管；技術(shù)路線落后，一般以模擬電子線路為基礎(chǔ)，產(chǎn)品性能不穩(wěn)，質(zhì)量較差；功能單一，影響系統(tǒng)整體質(zhì)量。因此，加大資金投入，開發(fā)多品種，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，形成規(guī)模化生產(chǎn)，是發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。盡管我國(guó)光伏產(chǎn)品在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)方法上相對(duì)落后，但也存在獨(dú)特的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，如產(chǎn)品成本低、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)直觀、方便實(shí)用，可通過一般的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)功能，滿足現(xiàn)階段我國(guó)市場(chǎng)需要，而且單位性能價(jià)格比與國(guó)外同類產(chǎn)品比相對(duì)較低，消費(fèi)者易于接受，這也是現(xiàn)階段培育市場(chǎng)的有利條件。
三、系統(tǒng)組成
太陽(yáng)能戶用系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組件、太陽(yáng)能控制器、蓄電池（組）、逆變器組成。
1、太陽(yáng)能電池組件
太陽(yáng)能電池組件是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，通過電纜接入控制器送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或推動(dòng)負(fù)載工作。
2、太陽(yáng)能控制器
太陽(yáng)能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用?？刂破骶邆錅囟妊a(bǔ)償?shù)墓δ堋?
3、蓄電池
一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池，目前光伏獨(dú)立系統(tǒng)多使用膠體蓄電池。其作用是在有光照時(shí)將太陽(yáng)能電池組件所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來(lái)，到需要的時(shí)候再釋放出來(lái)。
4、逆變器
太陽(yáng)能電池組件的輸出電壓一般是12VDC、24VDC、48VDC。要為220VAC的電器提供電能，就需要將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。其主要作用就是將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡瑸榻涣髫?fù)載供電。太陽(yáng)能光伏戶用系統(tǒng)都是采用電池組件加控制柜的形式，也就是說客戶只需要將電池組件連接到戶用控制柜上,系統(tǒng)就可以正常工作了，達(dá)到即插即用的工作模式。系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如右圖。
四、供水供電系統(tǒng)的構(gòu)成、原理及特點(diǎn)
戶用供水供電系統(tǒng)指的是利用太陽(yáng)能為用戶提供生活、庭院作物灌溉用水和為家用視聽照明電器提供電力的整套裝置。該系統(tǒng)的基本構(gòu)成主要有太陽(yáng)電池方陣、蓄電池、控制器、彩電、照明燈、水泵、水井、貯水箱及附件等（右圖）。
太陽(yáng)能戶用供水供電系統(tǒng)的工作原理：太陽(yáng)電池方陣接收太陽(yáng)能產(chǎn)生電能，該電能貯存在蓄電池中或直接供給水泵電機(jī)使其從井中抽水送入貯水箱備用；蓄電池貯存的電能，可在夜間或無(wú)日照時(shí)，為電視機(jī)、照明燈或其它音響、視聽設(shè)備提供電能。
該戶用供水供電系統(tǒng)克服了以往僅供視聽照明的太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)和只用于抽水的光伏提水系統(tǒng)使用功能單一的缺點(diǎn)，具有如下特點(diǎn)。
（1）改善泵水功能
良好的光伏水泵系統(tǒng)，通常只有當(dāng)輻照度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的38.5%以上時(shí)，水泵電機(jī)才可啟動(dòng)工作，而戶用供水供電系統(tǒng)借助于蓄電池，可以使水泵每天提前約1h工作，并可根據(jù)需要將泵水時(shí)間延后0.5h。在需要的時(shí)候，即使在陰天或多云天氣也可以泵水，這是通常光伏水泵系統(tǒng)所不能達(dá)到的。
（ 2）降低配置，提高利用率
一般來(lái)說，當(dāng)日照越強(qiáng)時(shí)，天氣也越熱，人、畜禽和植物的需水量也較大，水泵工作的時(shí)間也長(zhǎng)一些，這樣，可降低系統(tǒng)蓄電池容量的配置。這套系統(tǒng)可避免蓄電池約15%的電能充放損失，也完全能消除蓄電池過充電的問題，大大地提高了太陽(yáng)能的利用率。另外，由于蓄電池的調(diào)節(jié)作用，水泵電機(jī)的工作點(diǎn)隨太陽(yáng)光強(qiáng)弱的變化減小，使其工作在最佳工作點(diǎn)附近，具有較高的轉(zhuǎn)換效率和太陽(yáng)能利用率。
（ 3）性能/價(jià)格比增加
一般的光伏水泵系統(tǒng)，由于人與動(dòng)植物在一年里的需水量變化較大，造成年利用率不高，經(jīng)濟(jì)性能低下，至今推廣應(yīng)用量非常小。以往的光伏視、聽、照明系統(tǒng)，只能用于照明、收看電視等，屬于純消費(fèi)產(chǎn)品，而價(jià)格高達(dá)萬(wàn)元，對(duì)普通用戶來(lái)說顯得比較昂貴。戶用供水供電系統(tǒng)不但能滿足用戶的水、電等生活需求，還能滿足庭院養(yǎng)殖、種植的用水需要，使得太陽(yáng)能產(chǎn)品成為既能消費(fèi)又能產(chǎn)出的產(chǎn)品，其性能/價(jià)格比大大地提高。
五、市場(chǎng)前景
太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)，在我國(guó)的應(yīng)用有著得天獨(dú)厚的條件。我國(guó)地域遼闊，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，西部地區(qū)盡管具有豐富的電力資源，但是由于受到地理環(huán)境、交通和環(huán)境保護(hù)等因素制約，從經(jīng)濟(jì)角度考慮常規(guī)電力無(wú)法進(jìn)入，使得這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)和人們的生活環(huán)境極其落后，國(guó)家西部大開發(fā)戰(zhàn)略，給這一地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入了活力。正在實(shí)施的“光明工程”解決了部分無(wú)電鄉(xiāng)生活、辦公、學(xué)校用電問題，使一大批農(nóng)牧民結(jié)束了無(wú)電的歷史，改善了生活質(zhì)量。但是在中國(guó)的西部，游牧、半游牧的廣大農(nóng)牧民還有幾百萬(wàn)，戶用光伏系統(tǒng)市場(chǎng)潛力仍然很大。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，是光伏技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志。光伏系統(tǒng)步入大規(guī)模發(fā)電階段，意味著能源結(jié)構(gòu)將發(fā)生根本的變化，也是人類社會(huì)利用能源的一場(chǎng)革命。自上個(gè)世紀(jì)90年代以來(lái)，世界發(fā)達(dá)國(guó)家掀起了發(fā)展屋頂并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的高潮，屋頂并網(wǎng)光伏系統(tǒng)充分利用了日光的分散性的特點(diǎn)，將太陽(yáng)電池安裝在現(xiàn)成的屋頂之上，其靈活性和經(jīng)濟(jì)性都大大優(yōu)于大型并網(wǎng)光伏電站，因而倍受各國(guó)重視，使太陽(yáng)能研發(fā)和應(yīng)用向更新、更寬拓展。
選擇語(yǔ)言
