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根據分類方式不同，光伏發電系統可以分為不同的系統，兩種常用的分類方式如下：
1．運行模式
按照光伏運行模式劃分，光伏發電系統主要分為獨立光伏發電系統、并網光伏發電系統。
(1)獨立光伏發電系統。
獨立光伏發電系統也叫離網光伏發電系統，是未與公共網相連接的太陽能光伏發電系統，主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成，若為交流負載供電，還需要配置交流逆變器。獨立光伏系統包括邊遠地區的村莊供電系統、太陽能用戶電源系統、通信信號電源、太陽能路燈等各種帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發電系統。
(2)并網光伏發電系統。
并網光伏發電系統是指發出的直流電能經轉換后直接接入交流公共電網的光伏發電系統，可分為帶蓄電池和不帶蓄電池兩種。帶蓄電池并網光伏發電系統具有可調度性，可以根據需要并入或退出電網，同時兼具備用電源功能，當電網停電時可緊急供電。不帶蓄電池的并網光伏系統不具備可調度性和備用電源的功能。并網光伏系統按容量和接接入方式不同可分為大型集中式并網光伏電站和小型分布式并網光伏兩種，大型集中式并網光伏電站的主要特點是，將所發電能逆變升壓后直接輸送到電網，由電網統一調配向用戶供電。小型分布式并網光伏的主要特點是，靠近用戶側接入，所發電可就地消納。同時，分布式光伏還具有投資小、建設快、政策支持力度大等特點。

2．接入特點
光伏發電具有如下特點。
(1)污染小，環保效益突出。分布式光伏發電系統在發電過程中，沒有噪聲，不會對空氣和水產生污染。
(2)覆蓋面積大，能量密度低。盡管太陽投向地球的能量總和巨大，但由于地球表面積也很大，致使單位面積上能夠直接獲得的太陽能較小。由于太陽能密度低，使得光伏發電系統的占地面積很大，以1MW光伏電站為例，其占地約需1萬m2。
(3)間歇性。在地球表面，光伏發電系統只能在白天發電，晚上不能發電，這與人們的用電習慣不符。
(4)隨機性，地域依賴性強。光伏發電系統受氣候影響大，雨雪天、陰天甚至云層的變化都會嚴重影響系統的發電出力。地域依賴性強，地理位置及氣侯的不同，使各地區日照資源各異。光伏發電系統在太陽能資源豐富的地區應用效果較好。
(5)成本高。水電裝機成本為7—10元/W，火電裝機成本為3.5-4.5元/W，而光伏發電裝機成本為9-15元/W，仍然高于常規發電方式。這也是制約光伏發電廣泛應用的最主要因素。