根据太阳电池的工作原理，当光照强度，温度等自然条件改变时，太阳电池的输出特性将随之改变，输出功率及最大工作点亦相应改变。在实际的应用系统中，自然光的辐射强度及大气的透光率均处于动态变化中，这就给光伏系统的应用带来了困难。另外，光伏扬水系统的负载电机可能是直流电机，也可能是交流电机或其他新型电机。正是由于诸多的难以预知因素影响着光伏阵列的输出，使得实际系统中必须有一个适配器，来保证电源和负载之间的和谐，高效，稳定的工作状态。MPPT（最大功率点跟踪）控制器即为满足以上要求的适配器。不仅如此，它还可以使光伏扬水与照明综合应用系统在任何日照强度下都能工作在最优状态。它的主要功能是：检测主回路直流侧电压及输出电流，计算出太阳电池阵列的输出功率，并实现对最大功率点的追踪；实现特殊的保护功能如欠电压，过负荷，过低负荷，井水打干等。
DC/AC变频装置
近年来，由于新型的调频调速控制理论及功率电子元件的发展，使交流调速的效率及可靠性逐渐赶上了直流电机。传统的有刷直流电动机也逐渐被三相异步电动机和直流无刷电动机所淘汰。在实际中应用的电动机是专门设计的变频调速三相异步电动机。因而DC/AC变频装置成为必不可少的组件。考虑到风机水泵类负载，该变频装置中采用了VVVF的调制方法。
充放电控制器
当太阳光照强度减到一定时候，光伏阵列的最大输出功率已经无法继续驱动水泵抽水，主控制器将切换SW1状态来启动充电控制电路，对铅酸蓄电池组进行充电，而当光伏阵列的输出电压降至零值即天黑时，主控制器将闭合放电开关SW2，启动照明负载。该充电控制电路不仅要完成光照欠强条件下的最大功率点搜索及产生相应的PWM驱动充电开关T7，同时还要完成铅酸蓄电池组的充电状态（SOC）检测及与蓄电池组有关的保护措施。
实例应用
1999年10月及11月，两台2.5kw太阳能光伏扬水与照明综合应用系统分别安装在清华大学校园和新疆石河子市北泉镇。到目前为止一直运行良好。实测的数据表明在晴天条件下，全年平均日出水量为60m3以上，在日照强烈时，可达80m3以上。下图中示出了1999年10月7日清华大学示范现场实测日照功率分布曲线和水泵流量曲线。在新疆石河子地区安装的系统平均每小时出水10m3以上。不仅解决了当地农田灌溉的问题，而且也产生了良好的示范作用。
我国光伏技术市场与系统的推广前景
我国是以煤炭为主要消费能源的国家。较之以油、气为主的能源消费主流，能源结构很不合理。在相当长的历史时期，我国曾把发展能源、交通作为国民经济的发展重点，对能源资源过度的开采和粗放型使用，不惜以环境污染作为代价，试图突破能源和交通对国民经济的制约，致使我国现在的能源开发面临着极大的挑战。
我国太阳能光电技术自20世纪70年代以来，经过“六五”、“七五”、“八五”三个五年计划攻关，有了一定的发展。全国现有太阳能电池生产厂家6家，年生产能力为4.44MW，实际的销量为2.0MW~2.5MW，平均以15%~20％的速度增长。产品主要为单晶硅光电池和非晶硅电池，其他类型光电池目前还处于研制阶段。单晶硅太阳电池转换效率以达14％，实验室最高为20％。单结非晶硅太阳电池的稳定效率为5%~5.5％，实验室最高效率为8.35％。
到目前为止，我国太阳能光电系统的总安装容量在10MWp以上，多数用于交通信号、通信和阴极保护等方面，约占60％以上，其余用于我国西部阳光资源丰富的边远地区。实践证明，光伏技术在我国偏远无电地区（特别是西部）应用推广具有特殊的作用。1982年在甘肃榆中县建成第一座10kWp光伏电站，为200余户农民提供照明用电；1992年，新疆巩留县城示范区全部采用太阳能光伏电源供电，迈出了利用太阳能消灭无电状况的第一步。青海省从1986年以来已经推广2.1万套户用光伏系统，而1990年以来已建成6个村庄电站；西藏自治区木刻前已建和计划建光伏电站共6座，其中1998年12月扩建成功的安多光伏电站，总装机容量100kWp，是我国目前最大的太阳能光电工程。
此外，户用光伏系统（多在50Wp以下）在全国已推广10万套以上。世界银行通过全球环境基金（GEF）项目向中国贷款和捐款，用于中国太阳能光电的示范和市场开拓，目的是在中国西部地区推广20万套（约10MWp）的户用光伏系统。这一项目在国家经贸委的组织下已经开始执行。
我国对太阳能的利用刚进入起步阶段，潜力很大，特别是我国地域广袤，太阳能资源丰富，开发利用太阳能的空间广阔，必须重视其开发利用，为今后我国的能源提供更多的选择。
此外，迄今为止我国仍有2800多万无电人口，分散居住在边远落后的贫困地区。由于能源短缺，至今没有解决引水和灌溉问题，特别是西北地区，由于气候干旱，土地荒漠化，草原退化的情况越来越严重，生态环境日益恶化，严重阻碍了农村经济的发展。西北地区地下水资源丰富，但利用率不高。主要原因是缺乏电力供应。同时西北地区的太阳辐射强，日照时间长，太阳能资源非常丰富。因此，利用太阳能光伏扬水与照明综合系统开发丰富的地下水资源，解决这些贫困无电地区的饮水，农牧业用水及照明问题，是一条既经济又可行的途径。
中国光伏发电的市场情况
进入20世纪70年代后，由于2次石油危机的影响，光伏发电在世界范围内受到高度重视，发展很快。从远期看，光伏发电将以分散式电源进入电力市场，并部分取代常规能源；从近期看，光伏发电可以作为常规能源的补充，解决特殊应用领域，如通信、信号电源，和边远无电地区民用生活用电需求，从环境保护及能源战略上都具有重大的意义。目前，全世界太阳电池的生产厂已不下几百家，已有100万套光伏系统在运转，2000年全世界太阳电池的产量已达到287.7MW，累计安装量已超过1300兆瓦，预计到2030年，光伏发电在世界的总发电量中将占到5%－20%。光伏发电已经在许多应用领域都被证明在技术上是成熟的，在经济上是合算的。分析表明，在目前光伏电站有效系统功率与输电距离的比值小于100瓦/公里时，建光伏电站较常规电网延伸供电经济。因此，阳光发电是解决我国边远地区和特殊领域供电的重要途径。我国是个发展中国家，地域辽阔，有许多边远省份和经济不发达地区。据统计，目前尚有约900万户、2800万人口还没有用上电，60％的有电县严重缺电。这些地区的农牧民，居住分散，远离电网，而且用电水平很低（人均年用电仅为120千瓦时），在10年甚至20内都不可能靠常规电力解决他们的用电问题，光伏发电则是解决分散农牧民用电的理想途径，市场潜力十分巨大。
光伏发电具有许多优点，如：安全可靠、无噪声、无污染，能量随处可得，不受地域限制，无需消耗燃料，无机械转动部件，故障率低，维护简便，可以无人值守，建站周期短，规模大小随意，无需架设输电线路，可以方便地与建筑物相结合等。这些优点都是常规发电和其他发电方式所不及的。
存在的主要问题
我国有丰富的太阳能资源以及潜在的巨大市场，经过20多年的艰苦努力，已经为太阳能光伏发电更大发展和更大规模应用奠定了良好基础，但要实现完全商业化的目的，进一步扩大市场，还要争取消除制约发展的市场障碍，主要体现在生产成本、建设规范、资金、政策和市场开发等方面。
生产成本：中国太阳电池组件的厂家生产规模小，基础设施和生产设备落后，产品质量总体水平比国外产品低。光伏组件生产成本比国外高出约20％。成本高是当前制约光伏发电影响市场的快速发展的关键原因。
建设规范和技术标准：国际、国内都还没有统一的光伏电站和系统的设计和建设规范，这将无法保证光伏电站和系统的建设质量，也影响光伏发电的进一步推广。光伏发电系统部件的技术标准还很不够，需要进一步制定和完善。目前只有少数光伏生产企业通过了ISO9000质量认证，应当进一步严格生产企业的质量保证体系，从而规范市场。
资金障碍：资金短缺，长期融资问题亟待解决。用于研究开发的资金数量少，银行贷款利率较高。要大力发展光伏项目必须解决长期融资渠道。
政策障碍：中国还没有切实可行的鼓励发展光伏发电的激励政策，其中包括税收政策、补贴政策、光伏并网政策、合理的电价政策等。
市场开发障碍：①基础设施、当地生产能力、销售和服务缺乏；②消费者认识不足：③新市场和新产品的开发投入不足；④缺乏消费者信贷：⑤成本过高。
光伏发电前景展望
太阳电池组件总产量
年份年生产能力（MWp）生产量（MWp）年产值（万元）累计装机容量（MWp）19984．52．116，8000*13
19994．52．520，000*16
20005．324，000*20
20016．5424，000**20
20028530，000**37
2003106．36，000**47
200413848，000**59
2005151060，000**73
2006181352，000***92
2007221664，000***115
2008262080，000***142
2009322496，000***173
20104030120，000***210
201510080240，000****400
*80元RMB/W，**60元RMB/W，***40元RMB/W，****30元RMB/W结论及建议
“九五”期间，我国光伏发电无论是在产业化方面还是在应用方面都取得了很大的进展。光伏发电已经在远离电网地区的电力建设中发挥了重要作用。鉴于光伏发电目前的成本还很高，在常规能源丰富地区和电网覆盖区还无法和常规能源相竞争。光伏发电属于清洁的可再生能源，发展光伏发电技术并使其得到广泛的应用对于缓解常规能源的短缺和减少环境污染具有重要作用。无论从能源还是环境的角度考虑，光伏发电最终将以替代能源的角色进入电力市场。一旦光伏发电的成本下降到＄2美元/瓦之下，则会得到更大规模的应用，并网发电的商业化需求也会成为现实。目前，光伏发电还处在起步阶段，还需要政府的扶持和政策、资金的支持，有些制度和规范还应当先走一步，以适应未来市场发展的要求。为了使光伏发电在我国得到更大的发展和更为广泛的应用，建议如下：
开展利用可再生能源解决远离电网地区的电力建设的可行性研究，进行全国无电地区的资源、人口、经济、负荷普查，研究离网地区电力建设方案的选择原则和优化，研究离网地区电力建设的融资机制以及相关的政策等，争取早日将光伏发电纳入国家正常的电力建设渠道。
开展光伏屋顶并网发电的可行性研究，研究内容包括：现有发电模式的技术、经济、政策和环境效益分析，光伏并网发电的发展现状，建设规范，安全规范，上网批准程序，定价原则以及相关政策等。
开展有较好市场前景但国内尚未开展的光伏发电工程项目的研究和示范，如大型光伏或风－光－柴－蓄互补电站系统、光伏海水淡化系统、太阳能水泵滴灌工程，太阳能电动车、光伏制氢系统等。从而进一步扩大光伏发电市场。
当今社会面临的能源挑战
据1992年统计，全世界消耗的商品能源已经达到111.346亿吨标准煤。由于大量燃烧化石燃料（煤、石油、天然气等），给现代社会带来许多难以解决的问题。这些问题包括能源资源的短缺；森林植被遭破坏；大气、水系、土壤被污染；二氧化碳增多导致的温室效应；臭氧层空洞出现带来的危害；气候条件变坏，自然灾害增多等等，这些问题都与能源利用有一定关系。
