2.1　獨立光伏發電系統

獨立光伏發電系統（Stand-alone PV System）不與電網相連，直接向負載供電，其主要應用在以下幾個方面：一是通信工程和工業應用，包括微波中繼站，衛星通信和衛星電視接收系統，鐵路公路信號系統，氣象、地震臺站等；二是農村和邊遠地區應用，包括太陽能戶用系統，太陽能路燈，水泵等各種帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發電系統。鑒于我國邊遠山區多、海島多的特點，獨立運行的光伏發電系統有著廣闊的市場。

獨立光伏發電系統根據負載的種類，即是直流負載還是交流負載，是否使用蓄電池以及是否使用逆變器可分為以下幾種：直流負載直結型，直流負載蓄電池使用型，交流負載蓄電池使用型，直、交流負載蓄電池使用型等系統。

2.1.1　直流負載直結型系統

直流負載直結型系統如圖2-1所示，太陽能電池與負載（如換氣扇、抽水機）直接連接。由于該系統是一種不帶蓄電池的獨立系統，它只能在日照不足時、太陽能光伏系統不工作時也無關緊要的情況下使用。例如灌溉系統、水泵系統等。

2.1.2　直流負載蓄電池使用型系統

直流負載蓄電池使用型系統如圖2-2所示，由太陽能電池、蓄電池組、充放電控制器以及直流負載等構成。蓄電池組用來存儲電能以供直流負載使用。白天陽光充足時，太陽能光伏發電系統把其所產生的電能，一部分供直流負載使用，另一部分（剩余電能）則存入蓄電池組；夜間、陰雨天時，則由蓄電池組向負載供電。這種系統一般用在夜間照明（如庭園照明等）、交通指示用電源、邊遠地區設置的微波中轉站等通信設備備用電源、遠離電網的農村用電源等場合。目前這種系統比較常用。

2.1.3　交流負載蓄電池使用型系統

如圖2-3所示為交流負載蓄電池使用型系統，該系統由太陽能電池、蓄電池組、充放電控制器、逆變器以及交流負載等構成。該系統主要用于家用電氣設備，如電視機、電冰箱和洗衣機等。由于這些設備為交流設備，而太陽能電池輸出的為直流電，因此必須使用逆變器將太陽能電池輸出的直流電轉換成交流電。當然，根據不同系統的實際需要，也可不使用蓄電池組，而只在白天為交流負載提供電能。

2.1.4　直、交流負載蓄電池使用型系統

如圖2-4所示為直、交流負載蓄電池使用型系統，該系統由太陽能電池、蓄電池組、充放電控制器、逆變器、直流負載以及交流負載等構成。該系統可同時為直流設備以及交流電氣設備提供電能。由于該系統為直流、交流負載混合系統，除了要供電給直流設備之外，還要為交流設備供電。因此，同樣要使用逆變器將直流電轉換成交流電。

住宅用太陽能光伏發電系統大多采用直、交流負載蓄電池使用型系統，主要為無電、缺電的家庭和小單位以及野外流動工作的場所提供所需的電能，行業內經常稱之為家用太陽能光伏發電系統或用戶太陽能光伏發電系統等。

其工作過程是：光伏陣列首先將接收來的太陽輻射能量直接轉換成電能，一部分經充放電控制器直接供給直流負載，另一部分經過逆變器將其直流電轉換為交流電供給交流負載使用，與此同時還將多余的電能經充放電控制器以化學能的形式存儲于蓄電池組中。在日照不足或夜間時，儲存在蓄電池組中的能量經過逆變器后變成方波或SPWM波，然后再經濾波和工頻變壓器升壓后變成交流220V、50Hz的正弦電源供給交流負載使用。此時逆變器工作于無源逆變狀態，為電壓控制性電壓源逆變器，相當于一個受控電壓源。

住宅用光伏發電系統的容量一般在幾百瓦到幾十千瓦之間，主要用于照明和對常用家用電器（電視機、電冰箱、洗衣機甚至空調）等負荷供電。圖2-5所示為住宅用光伏發電系統的應用場景。