概览：屋顶太阳能光伏系统
定义与功能
屋顶太阳能光伏（PV）系统是一种分布式发电选项，旨在满足建筑物的能源需求或为现有电网提供电力。系统的规模变化很大，取决于建筑物大小、所需电量、项目资金以及电网运营商接受过剩容量的意愿。
核心组件
- 光伏模块：系统的核心组件之一。
- 安装结构：支撑光伏模块的框架。
- 逆变器：将直流电转换为交流电的关键设备。
- 其他组件：如串流盒、电池、发电机、变压器和电表，根据系统大小和复杂性而定。
系统布局与配置
系统布局因负载类型和能源供应需求而异。示意图展示了典型布局。
全球太阳能资源
全球太阳能资源具有满足所有能源需求的潜力。较低平均辐射量地区的安装增长速度表明，即使在低辐射量地区，从这一丰富资源中受益也是可能的。
安装增长趋势
自2000年以来，PV安装数量和规模呈指数级增长，欧洲、中国、美洲和亚太地区推动了这一增长。安装量的增长受到技术成本下降、规模经济、大型安装的学习曲线、电网供电电价上升、可再生能源技术（包括税收优惠）的补贴、碳排放目标、替代融资选项、空气污染担忧及能源安全关注的影响。
PV系统成本
PV系统成本主要由组件成本、项目开发成本和安装调试成本构成。系统组件占总资本成本的大部分，模块和逆变器成本合计超过60%。平衡系统（BOS）成本包括支架、电气设备、电网连接、安装和规划成本。近年来，PV技术的整体安装成本显著降低，预计到2050年，与2014年相比，成本将减少40%至75%。
全球定价趋势
德国政府在2012年通过减少太阳能光伏补贴来应对成本快速下降的趋势，尽管如此，安装速率保持稳定，每年预计安装量在2.5GW至3.5GW之间。南非通过公用事业规模的政府采购计划（REIPPPP），在三年内进行了三轮竞标，太阳能光伏电价降低了三分之二。美国也经历了持续的成本降低，安装系统成本在2010年至2013年间分别减少了10-14%、6%-14%和12%-15%。
太阳能能量转换
PV系统的性能受特定地点的太阳能可用性和系统将太阳能转换为电能的有效性影响。全球水平辐照度决定系统能够产生的能量量。模块效率通过研发不断改进，目前运行的模块效率通常在9%至22%之间，但随着时间的推移，模块性能会逐渐衰减。优化模块倾斜角度可以实现显著的能量增益，具体取决于安装位置，特别是纬度。操作和维护计划对避免长期损失至关重要。
PV模块类型
使用的PV模块类型包括多晶硅、单晶硅、薄膜和单晶/薄膜混合模块。每种模块都有其特性，影响其应用的适用性。多晶硅模块广泛使用，成本较低，但效率较低。单晶模块由于制造方式，效率较高，但成本也相应更高。薄膜模块成本更低，但效率相对较低。
结论
屋顶太阳能光伏系统提供了清洁、越来越经济的选项，允许建筑物所有者和占用者自行生产电力。随着全球太阳能资源的利用、成本的大幅下降和全球对可再生能源的需求增加，这种技术正在迅速发展和普及。未来预测显示，PV安装量将继续增长，成本将进一步降低，使其成为越来越有吸引力的投资选择。
