随着世界经济的迅速发展,对能源的需求越来越大,地球化石资源的大量开采与消耗,使石油,煤炭等自然资源日趋短缺,同时也给环境造成了严重污染。太阳能光伏发电是目前发展最为迅速、并且前景最为看好的可再生能源产业之一。它具有安全可靠、运动部件少、噪音小、维护方便、使用寿命长、不消耗燃料、灵活性高的特点。太阳能发电系统进入千家万户是大势所趋,为解决居民供电负载和减少空气污染以及人类可持续发展有着深远的意义。本文首先介绍光伏发电的基本原理,光伏电池的基本特性,同时引进户用光伏发电系统的概念,结构组成以及安装类型。提出一个户用光伏发电系统发展的创新思路,以户用光伏发电系统为基础,并网离网可切换,利用风电弃电和谷电为户用储能设备补充电源的智能一体机系统。其次,研究光伏智能一体机系统,介绍智能一体机的组成结构,叙述整个智能一体机实现功能原理,包括户用光伏并网离网切换原理,太阳能电池板串并联切换原理。介绍智能一体机核心控制部件单片机STM32,包括单片机组成模块和驱动原理。单片机STM32根据控制逻辑框图,通过驱动继电器,来控制线路开关,实现光伏一体机的功能。然后,以沈阳中粮隆玺世家户用光伏系统为研究对象,通过实际光伏项目的考察,来完成整个户用光伏系统的独立设计。调查居民用电量,实地地理气象数据,计算发电量和装机容量。根据实际探勘,规划太阳能电池板的排布,依照规定选型原则,采集厂家资料,分析比较,对项目光伏组件进行选型,包括太阳能电池板选型,逆变器选型,导线选型等。根据实际住户的条件,选择光伏并网发电模式,确定系统类型和组件以及支架安装方式。根据项目确定材料数目清单,报价汇总,同时依据辽宁省光伏上网补贴政策,进行经济分析,计算回收期。最后,根据设计的户用光伏发电项目进行优化分析。提出了户用光伏发电系统阴影影响发电效率和热板效应问题。通过加装功率优化器,自动匹配合适的电压电流关系,提高发电量。同时,也可以加装微逆变器来代替传统逆变器,通过每个微逆变器独立的功率追踪,从而使整个太阳能发电系统的输出功率最大化。研究新型锂电池技术优势,作为将来户用光伏系统储能设备,代替传统蓄电池,节能环保,可持续发展。