太陽能戶用系統(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)。
我國的太陽能光伏事業(yè)，由于國家對(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能的利用和研究方面取得了豐碩成果，在太陽能產(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)太陽能光伏行業(yè)走向市場(chǎng)奠定了基礎(chǔ)。
一、背景
我國的太陽能資源比較豐富，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)模利用太陽能的話，就必須將太陽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)地如陽臺(tái)或屋頂就可以安裝太陽能發(fā)電系統(tǒng)，而且一個(gè)小型的太陽能發(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)模的太陽能發(fā)電站系統(tǒng)發(fā)展，太陽能發(fā)電技術(shù)業(yè)已成熟。在這一技術(shù)領(lǐng)域，歐、美、日等國家居于世界前列，太陽能光伏技術(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)屋頂陽光并網(wǎng)發(fā)電計(jì)劃。我國的太陽能光伏事業(yè)，由于國家對(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能的利用和研究方面取得了豐碩成果，在太陽能產(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)太陽能光伏行業(yè)走向市場(chǎng)奠定了基礎(chǔ)。雖然我國的光伏產(chǎn)品有了很大的發(fā)展，但與國外同類產(chǎn)品相比其質(zhì)量和技術(shù)性能都較落后，很難與國外產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。
國內(nèi)戶用光伏產(chǎn)品的生產(chǎn)多集中在中國西部地區(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)?；a(chǎn)，是發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。盡管我國光伏產(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)階段我國市場(chǎng)需要，而且單位性能價(jià)格比與國外同類產(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
太陽能戶用系統(tǒng)由太陽能電池組件、太陽能控制器、蓄電池（組）、逆變器組成。
1、太陽能電池組件
太陽能電池組件是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉(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，或推動(dòng)負(fù)載工作。
2、太陽能控制器
太陽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)將太陽能電池組件所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來，到需要的時(shí)候再釋放出來。
4、逆變器
太陽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?，為交流?fù)載供電。太陽能光伏戶用系統(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）。
太陽能戶用供水供電系統(tǒng)的工作原理：太陽電池方陣接收太陽能產(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)萬元，對(duì)普通用戶來說顯得比較昂貴。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
太陽能光伏電源系統(tǒng)，在我國的應(yīng)用有著得天獨(dú)厚的條件。我國地域遼闊，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)束了無電的歷史，改善了生活質(zhì)量。但是在中國的西部，游牧、半游牧的廣大農(nóng)牧民還有幾百萬，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，世界發(fā)達(dá)國家掀起了發(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，因而倍受各國重視，使太陽能研發(fā)和應(yīng)用向更新、更寬拓展。
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