没有足够电力供应的地区主要分布在非洲、南美洲、亚洲和东南亚地区。如菲律宾和印度尼西亚，拥有众多的岛屿，在这些狭小的岛屿地区无法统一建设大面积的电网。而在有些地区建设和维护大面积电网的费用太高，比如中国的西北偏远地区，地广人稀，将电网引入到每一个牧民家庭从经济角度考虑是不合理的。

在一些建立了主要的高压输电网的地方，供电经常不稳定，而升级和改造需要庞大的财政预算。幸运的是许多发展中国家拥有丰富的太阳能或者风力等可再生能源，在边远地区大规模使用这些可再生能源的供电系统，比使用大面积的高压输电网更划算。边远地区供电系统可以应用在那些已经存在电网，但是单独的供电比扩容高压输电网更划算的场合，如在高速公路沿线使用独立的供电系统用于信号指示、通信和照明，可以避免铺设和维护地下电缆的昂贵工程。全球太阳能资源丰富的区域包括非洲、南亚、东南亚、澳洲、中美洲和我国的青藏高原等地区，在这些地区使用太阳能供电系统供电是经济的选择。

边远地区供电系统一般包括发电设备、储能设备、能量变换和管理设备。发电设备有柴油发电机、光伏阵列、风力发电机或者水力发电机。储能设备一般有蓄电池组或者储能水池。能量变换和管理设备有直流变换器、逆变器等设备。

柴油发电机是许多边远地区供电系统的能量来源，为了获得最大燃料效率和减小维护，需要负载率保持在发电机额定负载容量的60％～70％。风力发电机的输出功率可以达到250W~500kW，但是需要选取适当的风场，具备稳定的风速。水轮发电机虽然发电成本相对较低，但是需要选取建设在适度和稳定的河流上，水轮发电机的发电成本相对较低，但是发电机的成本较高。

通信网络要求基站等设备提供7×24小时稳定运行，基站设备除分布在市区外，还大量分布在沙漠、海岛、山顶等各种环境中，覆盖面积宽广，一般无人值守，对电源可靠性和寿命具有高要求。太阳能供电系统的光伏电池将太阳能直接转化为电能，通过光伏组件的串并联方式提供基站需要的-48V 电压，实现能量的静止变换，与具备机械转动部件的发电机相比较，维护工作量很少。对小于2kW的基站负载，是合适的边远地区供电系统方案，尤其在全球原油价格高企的发展趋势下，光伏发电系统的成本优势日益明显。

通信基站太阳能供电系统由光伏组件、阵列支架、汇线盒、充放电控制器、蓄电池组、逆变器等组成，如图2所示。

组件一般采用单晶硅或多晶硅电池，每个电池输出电压大约为0.5V，一般组件采用72个太阳电池串联，所以为了得到43.2~56.4V电压范围，需要两块组件串联使用。功率等级尽量选取产量较大的规格，如165W、170W和175W等几种规格。太小的组件规格导致支架设计成本增加和占地面积增加，而过大的组件规格使用的太阳电池成品率较低，电池成本相对较高。根据负载容量和当地太阳能资源情况选取组件并联数。

多个光伏组件并联构成阵列，采用镀锌钢材支架支撑组件，使组件具备一定的倾斜角度，同时固定组件，抵抗风吹。对于独立光伏系统，为了降低蓄电池用量和系统成本，需要在冬季获得最大的太阳能辐照，这样就需要将组件的倾角设置成比当地纬度大10°~20°。

当阴雨天气或者夜间，无太阳光或者辐照变弱，无法提供负载需要的能量时，蓄电池组继续为负载提供所需能量。蓄电池组的容量根据负载容量、连续阴雨天时的自给天数、放电深度确定。

过去富液式铅酸蓄电池（OPzS）是光伏供电系统常用的选择，这是由于OPzS蓄电池采用管状正极，可以防止活性物质（active material）脱落，厚的负极极板，延长了使用寿命。然而，近年来愈来愈多的光伏系统转向管状正极板的胶体阀控式密封铅酸蓄电池（OPzV），这种转变的主要原因是阀控式密封铅酸蓄电池（VRLA）技术需要更少的维护。

富液电池需要定期加水维护，如果得不到及时维护，蓄电池的使用寿命将会缩短，而将去离子蒸馏水运输到边远地区的基站需要更高的成本。VRLA电池在通常工作条件下，仅析出微量的硫酸和氢气，极大减少了维护工作量，也不需要专门建设机房和安装专用通风装置。电解液分层现象是造成许多富液电池失效的原因，一般采用过充电来消除，通常需要附加过充电高达15％。胶体电池在工作期间经历微不足道的电解液分层，因而不会遭受与分层相关的失效。欠充电是边远地区供电系统中工作的VRLA失效的常见原因，这是由于光伏能量来源在雨季不稳定时导致电池活性物质中硫酸铅晶体的积累和生长，研究表明，胶体电池使用的微孔隔板不容易发生枝晶穿透，在这方面有更好的特性。与富液电池充电恢复能力为110％~115％相比，胶体电池的充电恢复仅为103%~105%，充电效率的提高，有利于节约光伏能源。

充放电控制采用多路控制器，太阳能组件阵列分为多个支路通过汇线盒接入控制器。当蓄电池充满时，控制器将组件阵列逐路断开；负载由蓄电池和剩余光伏组件联合供电，当蓄电池电压回落到设定值时，控制器再将组件阵列逐路接通，实现对蓄电池组充电电压和电流的调节。这种增量控制方式可以近似达到脉宽调制（PWM）控制器的效果，路数愈多，增幅愈小，愈接近线性调节。

图3是美世乐在布基纳法索农村地区提供的一个光伏供电系统实例。

当地纬度是北纬11°59′，连续阴雨天自给天数为5天，基站负载类型是BTS和微波，负载功率为550W。根据这些信息，系统配置如下：
光伏组件：monocrystalline 165W 30块组件；
蓄电池组：2V 1000Ah OPzV胶体蓄电池 2组；
充放电控制器：-48V 150A控制器。

该项目配置了22个太阳能供电的BTS站点，这些站点的负载功耗范围400～900W，容量相对较小。如果使用柴油发电机供电，配置油机的容量较小，油机转换效率降低，导致经济性较差，同时供电可靠性也较低。采用太阳能电池和胶体密封蓄电池供电方案，不需要定期为油箱加油，也不需要维护柴油发电机和富液蓄电池。节约了柴油购买费用，也减少了维护工作量，有效降低了运营商的运营成本。

太阳能路灯系统工作原理简单，利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池白天太阳能电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出，经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低至101ｕｘ左右、太阳能电池板开路电压4.5V左右，充放电控制器侦测到这一电压值后动作，蓄电池对灯头放电。蓄电池放电8.5小时后，充放电控制器动作，蓄电池放电结束。充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。

产品特点

安全无隐患

节能无消耗、绿色环保

安装简便、防护等级IP65

自动控制免维护

应用范围

乡镇，城市道路、小区广场、工业园区、旅游景区、公园绿化带等场所的亮化照明

系统结构图

在规划区域建设光伏农业产业化示范基地，占地约2000亩。是在整合并利用县内的资源、产业和区位等优势的在规划范围内范围借助光伏产业发展，优先发展现代农业，由政府引导、企业运作，用工业园区的理念来建设和管理，以推进农业现代化进程、增加农民收入为目标，以现代科技和物质装备为基础，实施集约化生产和企业化经管，集农业生产、科技、生态、观光等多种功能为一体的综合性示范园区。

项目建成后将成为省级设施先进、农业功能系统设计合理，具有代表性和示范性的现代化光伏农业产业示范基地。本项目拟引用以色列先进的温室技术，结合当地气候特点，产品定位上作为当地高端农产品的出产基地，带动当地并辐射到三百公里范围周边的高端农产品（包括高端有机果蔬、菌类、药材）的生产，乃至成为高端、跨地域经济作物的生产基地。

二、总体方案设计

方案布置：建设联栋温室大棚90座，多功能大棚75座，总体定位为生产有机、高端、高附加值的果蔬、菌类等经济作物。
总容量：50MW。
联栋温室大棚：每座大棚占地面积6000m2（不包括前后道路面积5110 m2），安装容量492.8kW；大棚棚顶呈南北向布置，南侧棚顶布置光伏组件，组件推荐选用单晶硅280W高效组件；
联栋温室大棚主要是用于在不同季节对温度要求的不同作物间作或混作。根据不同作物的生育期长短，合理衔接套种。需光特性不同蔬菜的立体栽培，充分利用棚内空间和光照特点，发挥有限地面的生产潜力。

多功能棚：每座大棚占地面积3000 m2（不包括前后道路面积1425 m2），安装容量73.92kW；在多功能棚中，组件布置在菌房的棚顶，组件推荐选用单晶硅280W高效组件。
多功能棚属于智能光伏农业。棚前做冬暖大棚种植植物，棚后做工厂化食用菌养殖，棚顶发电。一棚三用，能量循环、节水、节地、节能。

三、投资与收益测算

整体投资：
联栋温室大棚棚体单位造价约为350元/m2,多功能大棚平均单位造价约为310元/m2，项目整体造价估算见下表所示：

四、推荐开发及经营模式

方式一：农业产业和光电产业两大板块由光伏公司投资，建成后光伏部分和农业部分分别由光伏主体和农业主体独立运营，土地租赁费用由农业公司负担，大棚其可以无偿使用或支付少量租金，农业企业雇佣农民；
方式二：光伏部分由光伏企业投资，农业部分由光伏企业垫资或者由当地农业公司/合作社投资建设，运营期间由光伏企业支付棚顶租金。
方式三：完全由光伏企业投资并经营10年后，农民掌握了种植技术后，企业可将大棚完好无损无偿交给农民经营，同时，企业免交建设大棚所占土地租赁费，企业只经营光伏发电部分；
方式四：开放式大棚，如农民要求种地，则土地租赁费不予递增，农业部分由农民经营，光电部分由企业经营。

美世乐拥有一流的服务团队、丰富的工程案例，承建光伏电站项目数千例，足迹遍及全国各地，项目案例涉及别墅、多层住宅、学校、医院、厂房、办公楼、新农村建设，扶贫示范村（镇），园区示范点、海岛、牧区等，可根据用户要求或现场环境设计各种并、离网发电系统，包括各种风光储一体化分布式微电网。在大力推广分布式光伏发电的同时，也为用户提供太阳能照明系统，太阳能水泵系统，太阳能电池板等产品。

太阳能农业灌溉系统主要由水泵、太阳能水泵逆变器、光伏组件，及灌溉设备构成。该系统利用太阳能发电驱动水泵提水来替代传统的柴油及市电灌溉系统。整套系统安装方便可靠，节能环保、高效。可以应用在山区、村庄、农田、果园、花圃园林等。

系统特点：
光伏水泵系统全自动运行，无须人工值守（IP65防护等级）

水泵由三相交流电机驱动，稳定性高，提升系统出水量

可靠性高，大幅降低系统的建设和维护成本

可以根据地区、客户不同需求提供经济有效的解决方案

根据日照强度的变化调节水泵转速，自动控制系统出水量

可扩展旁路功能，支持市电、柴油机输入

投资对比：
1.5KW光伏水泵系统与同功率柴油水泵系统投资对比

2、并网屋顶发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电后直接接入公共电网。并网发电系统有集中式大型并网电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，发展推广难度较大。而分散式小型并网发电系统，特别是屋顶光伏发电系统，采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网发电的主流。

注：不同的装机容量需要 配备设备的数量不一，需要根据实际情况计算、选用具体的设备配置。

家庭屋顶光伏发电设计步骤：

1、全国太阳能资源分为5类，设计时需要查询您当地的日照时长，一般按照4小时计算。

2、根据屋顶结构，估算您的屋顶面积，看周围是否有阴影遮挡等，根据屋顶面积即可大致估算您的装机容量，下面表格可以帮您简单计算您的装机容量大小。 屋顶太阳能光伏发电系统所需面积（注意：北面一般不安装）

3：如果决定安装光伏电站，此时就可以向当地电力局（国家电网）进行申请，家庭屋顶光伏发电项目的申请的流程如下：

4、家庭光伏电站并网资料

5：此时您屋顶就可以正式发电，用电的模式也有3种：自发自用；自发自用，余电上网；全部上网，一般常用家庭模式都是自发自用，余电上网模式。您可以根据您的实际情况进行选择用电模式，让您的屋顶最大程度的帮您赚钱。