太陽能光伏發電系統由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220V或110V，還需要配置逆變器。各部分的作用為： （一）太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電系統中價值高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。 （二）太陽能控制器：太陽能控制器的作用是控制整個系統的工作狀態，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應具備溫度補償的功能。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項； （三）蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時將太陽能電池板所發出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來。 （四）逆變器：太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能，需要將太陽能發電系統所發出的直流電能轉換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。
家用太陽能發電的設計需要考慮的因素： 1、 家用太陽能發電在哪里使用？該地日光輻射情況如何？ 2、 系統的負載功率多大？ 3、 系統的輸出電壓是多少，直流還是交流？ 4、 系統每天需要工作多少小時？ 5、 如遇到沒有日光照射的陰雨天氣，系統需連續供電多少天？ 6、 負載的情況，純電阻性、電容性還是電感性，啟動電流多大？ 7、 系統需求的數量。
交通領域如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。
石油、海洋、氣象領域：石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統、石油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等。
近幾年國際上光伏發電快速發展，世界上已經建成了10多座兆瓦級光伏發電系統，6個兆瓦級的聯網光伏電站。美國是早制定光伏發電的發展規劃的國家。1997年又提出“百萬屋頂”計劃。日本1992年啟動了新陽光計劃，到2003年日本光伏組件生產占世界的50%，世界大廠商有4家在日本。而德國新可再生能源法規定了光伏發電上網電價，大大推動了光伏市場和產業發展，使德國成為繼日本之后世界光伏發電發展快的國家。瑞士、法國、意大利、西班牙、芬蘭等國，也紛紛制定光伏發展計劃，并投巨資進行技術開發和加速工業化進程。
中國光伏發電產業于20世紀70年代起步，90年代中期進入穩步發展時期。太陽電池及組件產量逐年穩步增加。經過30多年的努力，已迎來了快速發展的新階段。在“光明工程”先導項目和“送電到鄉”工程等國家項目及世界光伏市場的有力拉動下，我國光伏發電產業迅猛發展。
到2007年年底，全國光伏系統的累計裝機容量達到10萬千瓦（100MW），從事太陽能電池生產的企業達到50余家，太陽能電池生產能力達到290萬千瓦（2900MW），太陽能電池年產量達到1188MW，超過日本和歐洲，并已初步建立起從原材料生產到光伏系統建設等多個環節組成的完整產業鏈，特別是多晶硅材料生產取得了重大進展，突破了年產千噸大關，沖破了太陽能電池原材料生產的瓶頸制約，為我國光伏發電的規模化發展奠定了基礎。2007年是我國太陽能光伏產業快速發展的一年。受益于太陽能產業的長期利好，整個光伏產業出現了的投資熱潮。
盡管我國是太陽能產品制造大國，不過我國太陽能產品只用于出口。在2010年時，全球太陽能光伏電池年產量1600萬千瓦，其中我國年產量1000萬千瓦。而到2010年，全球光伏發電總裝機容量超過4000萬千瓦，主要應用市場在德國、西班牙、日本、意大利，其中德國2010年新增裝機容量700萬千瓦。
根據《可再生能源中長期發展規劃》，到2020年，我國力爭使太陽能發電裝機容量達到1.8GW（百萬千瓦），到2050年將達到600GW（百萬千瓦）。預計，到2050年，中國可再生能源的電力裝機將占全國電力裝機的25%，其中光伏發電裝機將占到5%。未來十幾年，我國太陽能裝機容量的復合增長率將高達25%以上。
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