太阳能是一种可再生的清洁型能源，LED是一种节能、环保的固态电光源。二者的结合太阳能半导体照明是最佳的环保节能组合，独立光伏LED照明系统就是二者的完美结合。本文从系统组成、充电控制、放电设计、调试等四个方面研究了独立光伏LED照明系统的设计与实现。
【关键词】独立光伏LED照明系统设计
能源问题和环境问题是关系到人类社会可持续发展的重要问题，太阳能是取之不尽用之不竭的绿色能源，太阳能的应用备受关注。独立光伏LED照明系统结合了太阳能发电和LED光源的优势，实现了最大能效的发挥。基于以上，本文对独立光伏LED照明系统的设计与实现进行了简要研究。
1系统组成分析
独立光伏LED照明系统工作的过程中，通过光伏电池阵列来吸收光能，并将吸收到的光能转换为太阳能，从而为LED照明提供电力能源。传统的光伏LED照明系统中，LED恒流驱动电路和DC-DC变换电路是相互独立的，系统有着复杂性、效率低、可靠性低的缺陷，两个相互独立电路在结构上和原理上有着一定的相似性，而光伏LED照明系统不会同时进行充电过程和放电过程，因此可以引入双向变换器，以此来实现电路的简化，优化光伏LED照明系统性能，如果引入的双向变换器只具备单一的降压功能或升压功能，则势必会对系统的灵活性造成影响，同时限制了系统的适用范围，因此可以引入Zeta/Sepic双向变换电路。系统的结构图如图1所示。
在充电电路和放电电路中都采用Zeta/Sepic双向变换，通过控制器实现在LED负载和光伏电池之间的切换。在充电的过程中，转换开关切换到光伏电池，通过Zeta变换器实现蓄电池的充电，在放电的过程中，转换开关切换到LED照明负载，通过Sepic变换器来给LED照明负载供电。
2放电设计
在放电的过程中，切换控制开关与LED照明负载连接，蓄电池主要为LED照明负载提供电源，其等效电路图如图2所示，蓄电池通过Sepic变换器向LED照明负载的供电。
在电流连流的工作模式下，主开关管Q2导通，则蓄电池箱L2储能，此时C1和L1两条回路处于导通状态，LED照明负载的电能由C2提供；主开关管Q2断开的时候，蓄电池经过L2、C1、D2之后，实现向LED照明负载的供电，此时L2、L1以及C1三条回路处于导通状态。
LED特性曲线有着非线性的特征，且其对温度十分敏感，因此在供电的过程中需要采用恒流电源，以Sepic变换器为基础，采用电流闭环控制方式，以此来实现LED照明负载的恒流驱动。将LED驱动芯片为控制芯片，最好采用使用滞回流模式控制的芯片，这样就不需要复杂的辅助回路条件来瞬间响应，从而适合于蓄电池的LED驱动控制。驱动芯片内部有着较为复杂的控制逻辑，但其管脚相对较少，只需要在合适的选取元件就能够实现对目标的有效控制，对于使用者来说十分方便。
3调试
充电电路着重研究8：30-17：30时的实验数据，对典型测试时刻系统采用的充电方式进行记录，蓄电池初始荷电状态为70%时，根据充电方式记录数据表明，充电控制器能够依照控制流程根据蓄电池所处工作状态在MPPT充电、恒压充电以及浮充三种方式之间进行切换，有效利用了太阳能，对于延长蓄电池使用寿命有着积极的意义。其调试时刻充电方式记录表如表1。
光伏LED恒流驱动电路设计中，当蓄电池端电压和环境温度出现变化的时候，应当保持流过LED支路电流保持恒定，经过实验测试来看，蓄电池电压出现升高或降低等变化的时候，通过示波器能够对流过LED之路电流的变化情况进行观察发现，其电流几乎为一条直线，基本没有纹波出现。进一步进行测试，当环境温度出现变化的时候，输出电流也没有出现明显的变化，这说明驱动电路设计有着较好的恒流效果，同时其抗干扰能力较强。
4结论
综上所述，本文简要分析了独立光伏LED照明系统的结构，并从充电实现和放电设计两个方面研究了系统的设计与实现，旨在为相关研究提供参考。
参考文献
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在国内太阳能光伏产业链中，绝大多数企业集中在多晶硅的生产，而产业最上游的高纯多晶硅料生产和最下游的光伏应用却非常薄弱。原料靠进口，产品靠出口，生产环节留在国内，在太阳能光伏产业，“彰显”着中国制造业的优势。
然而，很长时间不被人关注的，是多晶硅的高污染、高耗能问题。据了解，每提纯1吨多晶硅，产生的废料就达14吨，生产多晶硅的副产品――四氯化硅又是高毒物质。而且，为了追求更高的利润，大部分生产企业都没有安装四氯化硅回收系统，造成了很多污染源。
2008年的金融危机，本来是国内太阳能光伏产业结构调整的大好时机。可是，经过短暂的阵痛后，2010年，国内光伏产业开始了又一次扩张高潮。
疯狂上马之惑
1954年，美国贝尔实验室在研究硅半导体材料时，惊异地发现：当在硅中掺入一定的微量杂质后，经太阳光一照，能产生电流，而且光能变电能的转换效率达到10％左右。就在这一年，贝尔实验室把硅半导体晶体切成薄片，在硅片的正面和背面分别涂上少量的硼和砷，受阳光照射后，硅片涂硼的一侧即产生正电，而涂砷的一侧产生负电，将金属导线从正面和背面各引出一个电极，就成了世界上第一个光伏电池。
也许，贝尔实验室的科学家们不会想到，他们在实验室里的这一发现，在五十年后已经发展成了一个庞大的产业。到目前，晶体硅(包括单晶硅和多晶硅)仍然是最主要的光伏材料，市场占有率在90％以上，而且，今后相当长的一段时间，依然是太阳能电池的主流材料。
但是，在2000年以前，全球对太阳能光伏产业并没有达到狂热的程度。台湾能源专家黄秉钧讲过这样一个故事：前，有一个朋友想投资建设一家太阳能电池厂，来征求他的意见。黄秉钧说了三点：第一，太阳能电池每年降价10％；第二，要实现太阳能电池光电转换效率提升，工厂要盖两年；第三，全世界的光伏市场集中在欧、美、日，且太阳能产业靠政府扶持，市场高度不确定。友人听后，放弃了投资计划。
无锡尚德初创时的艰难，足以证明当时太阳能光伏产业的状况。一位业内专家说：如果没有国际市场的突变，尚德将会是一个死亡标本。
尚德奇迹般的起死回生，以及中国光伏产业的突然爆发，可能还要感谢一位德国人――德国前总理施罗德。2000年，施罗德政府出台《可再生能源优先法》，为太阳能发电行业提供巨额财政补贴，并不遗余力地推行“10万个太阳能屋顶计划”，不仅给予无息贷款，还以较高的价格收购居民发电二十年。
施罗德的政策，不仅激发了德国家庭安装太阳能发电设备的积极性，更重要的是，他推动了德国乃至全世界太阳能光伏产业的迅速发展。
黄秉钧后来遗憾地说：“我觉得很对不起自己的朋友，如果当初那家太阳能电池厂能够投资，现在他也许已是亿万富翁了。”
不过，大多数中国人还是很善于跟风和效仿，无锡尚德的成功，带动了一批国内光伏企业的崛起，南京中电光伏、阿特斯、天威英利等十几家涉足太阳能光伏产业的公司纷纷实现了海外上市，这些光伏产业的先行者们，个个身价倍增。
2008年之前，国际多晶硅价格一路飙升，从2001～2003年的25～40美元／千克，上升至2008年480美元／千克的最高点，业内当时甚至有“拥硅者拥天下”的说法。在暴利的驱动下，国内企业纷纷涌向多晶硅领域。2007年，国内25家上市公司针对新能源领域的156.7亿元的投资中，多晶硅项目就包揽了其中的1／3，投产量达4000吨以上。
各地方政府也直接以补贴、税收优惠和返还、宽松的信贷政策和审批政策，鼓励光伏产业的发展。顺德千亿产值光伏产业园、锦州千亿光伏产业园、常州天合光伏产业园、上海光伏产业园……这些宏伟的产业蓝图，把中国多晶硅投资推向了高潮。
高污染之争
从无人问津到投资火暴，从2003年到2008年，中国太阳能光伏产业经历了一次“过山车”式的增长，中国企业抢占了光伏产业链五大环节中的中间三个：硅锭硅片生产、电池片生产、组件封装线生产，而产业最上游的高纯多晶硅料生产和最下游的光伏应用却显得底气不足。
近两年，不断有业内专家指出，中国太阳能光伏产业“两端在外”的局面必须改变。美、日等国家掌握了硅料的生产技术，垄断了全球的多晶硅料供应，中国企业从美、日进口硅料后，在国内加工成硅片、太阳能电池以及组件封装线后再出口。
目前，国内从事太阳能光伏产业的企业达580多家。2009年，国内多晶硅、硅片、太阳能电池及组件的产能分别占全球总产能的25％、65％、51％和61％；在全球太阳能电池企业十强中，中国企业占据了四席。
一段时间以来，人们只知道中国的新能源产业――太阳能光伏在全国遍地开花，这无疑是造福子孙后代的“绿色”产业。可是，鲜为人知的是，美国科学家的这个伟大发明――多晶硅的生产过程，在中国大多是以高污染、高耗能来维系的，中国企业在工艺和技术上，与国际先进水平相去甚远。
于是，国内掀起了“清洁能源与高污染悖论”的争议，说中国的光伏产业消耗了自己的能源，污染了自己的环境，让外国人享受环保收益，中国人在为外国人做嫁衣。
中国城乡发展研究中心副主任钟永生表示：“生产多晶硅的企业，都是高污染、高耗能企业，国家还给予经济上的补贴，根本没意义。外国人为什么用太阳能发电?主要是想做个示范，诱导发展中国家朝他们的方向走，大量生产多晶硅卖给他们，造成污染后又要买他们的专利，一个循环下来，外国人还是不用花钱。中国政府为了支持太阳能光伏产业，拿出了很多政府补贴。说到底，还是用纳税人的钱去补贴了外国人。”
多晶硅的污染到底有多严重?中科院电工所光伏专业研究员王博士告诉《新财经》记者：“其实多晶硅根本没有高污染的概念，只是中国在这方面的工作没有完善。”
王博士介绍说：“生产多晶硅的时候，会产生一种四氯化硅的尾气，这种尾气是主要的污染源。正常情况下，四氯化硅应该被回收，然后传送到输入端与硅料再次反应形成新的原材料，这个过程叫‘闭环回路’。‘闭环回路’可以使四氯化硅得以充分利用，既减少了环境污染，又降低了生产成本。国外企业都是用这种方法操作的，中国的很多企业都没有安装尾气回收再利用系统，所以才造成了污染。”
目前，多晶硅尾气回收技术都垄断在美国、德国、日本等七家大公司
手中，中国企业由于没有掌握回收技术，只能花高价向这些外国企业购买。王博士说“很多企业觉得成本太高，就没有安装回收设备。现在国内只有几家大企业安装了这个设备，否则大企业也无法生存。假如这个企业年产1万吨多晶硅，就要排出10万吨四氯化硅，如果不回收的话，第一，没有人能消耗这么多的四氯化硅；第二，大量的四氯化硅一旦排出，将会造成几十甚至上百平方公里区域的污染；第三，尾气再利用可以控制生产成本。”
但是，大型企业毕竟是少数，国内近两三年仓促上马的光伏项目过多过滥，良莠不齐。很多地方政府为了招商引资，急功近利，在环保和副产品处理方面进行了“宽容”，给环境污染造成了很多隐患。
产业转型之痛
2009年3月12日，胡润研究院第二次《2008胡润百富榜》前20位富豪财富缩水报告。截至2009年2月10日，相比《2008胡润百富榜》上市部分财富，缩水最多的是无锡尚德的施正荣，跌幅高达80％；其次是江西赛维的彭小峰，跌幅为79％。
两位中国“太阳能富豪”财富大幅度缩水，不得不让国内太阳能光伏产业面临重大变局。2008年下半年，金融危机爆发和油价不断跳水，打破了太阳能光伏产业链的供需平衡。国际多晶硅价格在2008年9月接近500美元／千克，到2009年5月跌至50～70美元／千克。
江苏常州沈科硅材料公司是2009年4月才正式投产的“年产百吨多晶硅”企业，公司董事长沈国良在上海的一个太阳能光伏展会上，拿着资料和自己刚生产的一块硅料向参展人员介绍着，但脸上的表情却一筹莫展。由于多晶硅价格的下跌，沈国良的公司还没开始运转，就已经没有盈利空间了。
业内人士坦言，硅料的暴利时代已经结束。在近两年匆忙上马的多晶硅企业中，其产能很多是虚的，一些企业的产能还处在纸上谈兵阶段，产能越小，成本越高，面对突如其来的国际形势变化，这些企业遭遇洗牌在所难免。2008年第四季度，海外订单突然降至冰点，国内光伏组件企业随之倒闭300多家。
逆境中会让人更清醒。金融危机带给中国太阳能光伏产业的阵痛，让业内开始反思整个产业的发展弊端，产业结构调整的呼声越来越高。有专家提出，国际市场不好，对国内太阳能光伏产业可以“坏事变好事”，我们借机把出口的产能转回国内，来大力发展国内太阳能光伏应用，让国人也能充分利用太阳能。
然而，国内太阳能光伏产业在经历了一年的低谷后，2010年又启动了新一轮扩张高潮。2010年7月21日，美国参议院能源委员会通过了美国“千万太阳能屋顶计划”，同时，世界上最大的太阳能市场德国的太阳能光伏需求也大增。
国际市场的回暖，给沉寂了一年多的国内太阳能光伏制造业带来了重大利好。没有人再谈污染问题、产能过剩问题、产业结构调整问题，大家关心的话题只有一个一扩产!
无锡尚德在今年6月初就高调宣布扩产计划，施正荣表示，公司计划投资26.8亿元在上海闵行区建设1G瓦生产基地，接近公司的现有产能；英利绿色能源公司7月8日宣布扩大400兆瓦产能。同时，横店东磁、佛塑股份、三安光电等企业也相继公布扩产计划。
此外，中国最大、世界第三大多晶硅制造商保利协鑫于7月29日宣布将额外投资3亿美元，兴建位于江苏的产能约1000兆瓦的硅片设施。建成后，硅片总产能将提升至3000兆瓦，届时将成为全球最大的硅片生产商。
国内太阳能光伏制造业再一次火暴的背后，不得不让人担心。
首先，国内光伏产品95％以上出口国外，高度依赖国际市场，处在这个行业的每一家企业都无法独善其身，只能随着国际形势一荣俱荣，一损俱损。
1994年，日本实施“朝日七年计划”，预计到2010年安装100万个太阳能屋顶。日本政府规定了上网电价，日本的家庭、公司、企业利用太阳能发电都能从公共事业部门得到补贴。在日本，已经有超过1／6的家庭成为了“家庭电厂”。
美国、西班牙、意大利等许多国家也先后出台高价收购太阳能光伏电力的政策，鼓励居民安装太阳能屋顶。
在中国，尽管太阳能光伏产业发展迅速，对太阳能的应用却少得可怜。直到2009年，国家才相继出台了“太阳能屋顶计划”及“金太阳工程”。一年多来，太阳能光伏利用在国内并无起色。这无疑暴露出国内太阳能鼓励政策“重建不重用”的种种弊端。
国外的“家庭电厂”
在德国巴伐利亚州兰茨胡特地区居住着洛伦茨一家。四年来，洛伦茨一家三口一直住在一座新颖别致的两层太阳能小楼里。小楼的四周是花园，花园里有游泳池，楼房的屋顶呈45度角，上面覆盖着68平方米的太阳能接收板，接收板采集的热量用来加热―个容积为11立方米的金属储水罐，罐里被加热后的水通过管道供应给厨房、洗澡间及隐藏在墙体内的暖气片。
此外，游泳池的水可加热到30摄氏度，储水罐的水可以加热到97摄氏度，以不烧开为标准。经过技术处理，储水罐可以分成两个区域，上面的水温度较高，可以供厨房用水，下面的水温度较低，供洗澡或暖气用水。储水罐有一个加压装置，不必担心用水时压力不足而导致的水流速过慢。洛伦茨说，即使连续几个星期阴雨，储水罐吸收的热能也能保证热水供应。
德国近几年的实践证明，太阳能至少可以满足居民70％的供暖和对热水的需求。在寒冷的冬天，最多加烧一点木柴，就可满足全年的供暖需要。洛伦茨一家居住的小楼，每年的用柴量不超过15立方米，这在德国花不了多少钱，但投资建设这样的小楼要比投资一座传统的小楼多出1.4万欧元。有付出就有收获，洛伦茨一家再也不用支付热水费和暖气费了。德国通常是靠烧油来实现供暖，而烧油取暖住户要缴纳很高的燃油税。洛伦茨一家还有更大的收获，每年有七个月时间，都可以在自家的游泳池里游泳，而不用交1分钱的热水费。
在德国，很多家庭都像洛伦茨家一样安装了太阳能发电装置。家庭用太阳能系统实际是一套全独立的能源系统，利用太阳能光伏发电。这种设备不仅能满足日常照明以及家用电器的使用，还可通过转化器，将每千瓦时的电力以高价卖给电力公司。用电量少的家庭，坐在家里就可以赚钱。
日本政府从1994年就开始实施“太阳能屋顶计划”，政府给安装太阳能屋顶的家庭一次性补贴70％，并设置两个电表，一个电表计算你用了多少电，是家庭交费的，另一个电表则计算向外供了多少电，是政府强制电网收购的。目前，日本已经有超过1／6的家庭成为了“绿色家庭电厂”。
而中国目前已经是世界最大的太阳能光伏产品制造基地，我们把生产出来的光伏元件源源不断地卖给德国及其他发达国家，国外购买了中国的光伏元件后，大力发展自己国家的太阳能发电。
中国虽然是太阳能光伏产品制造大国，但在太阳能应用上却少得可怜。中国可再生能源协会光伏专业委员会主任吴达成表示：“按近几年太阳能光伏产品的产量来看，中国太阳能应用每年还不足产量的2％～4％。”
表面上看，太阳能光伏产业在全国各地开展得轰轰烈烈，但对于中国老百姓来说，太阳能产品最普及的也仅限于太阳能热水器、太阳能路灯等。在整个太阳能光伏产业，国内只有极少数做光伏发电的企业和光伏电站。
国内太阳能“会造不会用”
施正荣曾表示过：“其实尚德真的很想做国内市场，服务于国内，太阳能是个很好的产业，但目前在中国几乎没有应用市场，产业下游需求很小。”
太阳能是清洁能源，可再生，但毕竟还是贵。在中国，太阳能发电的成本是常规发电成本的6～8倍。无论对于企业还是百姓，如此高昂的电价谁都承受不起。
中国虽然是全球最大的太阳能电池制造基地，但目前用来生产太阳能电池的重要原料――高纯度硅材料，95％以上靠从国外进口，而且加工过程中的高精度、高耗能、高污染，使晶体太阳能电池的成本居高不下。
为了降低太阳能电池的成本，国内光伏产业开始考虑从光伏发电的第一代技术――晶体硅，发展到第二代技术――薄膜，因为薄膜太阳能电池最大的优势就在于成本。在相同面积下，晶体硅太阳能电池的厚度是0.2毫米左右，而薄膜太阳能电池厚度只有它的1％，材料用量可以节省很多，单位每瓦成本低于晶体硅近3／4。
薄膜太阳能电池虽然出现较早，但由于转换率只有5.5％，制约了它的进一步发展。随着技术的不断进步，薄膜光电转换率实验室已达到12％，但还没有产业化。
2007年5月，无锡尚德宣布投资3亿美元发展薄膜电池，并计划在2010年形成400兆瓦的产能。但经过两年的运营后，无锡尚德的薄膜电池转换率并未如外界所预期的实现技术突破，转化率仍维持在7％左右，无法与晶硅电池18％的转化率相比，这也是导致目前世界上薄膜电池市场占有率不足15％的重要原因。
金融危机发生后，国内光伏产业急剧遇冷，无锡尚德终止了对薄膜电池的投入。今年11月初，无锡尚德将薄膜电池厂转型为新的晶硅电池生产厂并正式投产。
第二代光伏技术――薄膜发展遇阻，国内企业又在寻求第三代光伏技术――聚光光伏。与晶硅体和薄膜技术相比，聚光光伏有消耗材料少、成本低、转换率高、投资回收期短的优势。聚光光伏发电系统，就是利用光学系统，将太阳能汇聚到太阳能电池芯片上，然后再利用光伏效应把光能转化为电能的发电技术，这个小小的太阳能电池叫做“多结三五族电池”。
目前，广东新曜光电有限公司(以下简称“广东新曜”)于2009年投身到聚光光伏领域，经过一年的设计和试制，广东新曜已在核心部件的散热控制和透射式聚光设计两个领域取得重要突破，是国内极少有自主产权的生产企业。
上海聚恒太阳能公司(以下简称“上海聚恒”)也是其中一家。公司副总经理廖军告诉记者：“聚光光伏的使用寿命是七十年，远高于晶硅电池的三十年；投资回收期只有半年，也少于晶硅电池的三至四年。虽然一块聚光光伏电池的造价是晶硅电池的100倍，但聚光电池放大倍数越高，材料越节省，成本就越低。”
聚光光伏的转换率是35％39％，
远远高于晶硅电池16％～19％和薄膜电池10％的转换率。廖军介绍：“上海聚叵在哈工大威海校区建立的聚光光伏示范电站项目，电池转换率约为25％。我们预计，到2015年，如果国内聚光光伏市场容量能达到几个G瓦的话，电池片的转换率将达到45％。实现了这个目标，就意味着聚光光伏产业完全成熟了。”
但目前，国内聚光光伏还处于初级阶段，还面临着研发投入、建设投入、产业化等诸多问题。上海聚恒总经理容岗介绍：“首先是研发投入。中国现在缺乏对聚光光伏进行全面、深入研究的公司，大部分自主研发企业因缺少对技术的坚持和从底层研发的信心，导致今天我们想启动这个市场的时候，更多地倾向于‘拿来主义’，企业不愿意从基础做起，都希望快速发展，恨不得马上把产品做出来赚钱。其次是建设投入。聚光光伏示范电站的建设成本较高，需要政府出台补贴政策，才能保证产业做大。第三是产业化。由于聚光光伏市场还没有真正启动，因此一些配套材料厂家对投入资金进行研发的积极性并不高。”
但广东新曜在聚光产品上的突破，可以大大降低国内聚光产业的投资成本。再加上目前国内的太阳能电站上网电价已接近“1元时代”，未来无论从成本、转换率方面，都将比多晶硅和薄膜更有优势。
“阳光行动”要有“阳光政策”
太阳能产业是一个需要政府大力倡导和扶持的产业，很多国家政府近十几年来，相继出台了不少鼓励政策来发展太阳能产业光伏。1990年，德国政府率先推出“1000屋顶计划”，2000年又进一步实施“10万套屋顶计划”。
1994年，日本实施“朝日七年计划”，预计到2010年安装100万个太阳能屋顶。西班牙、意大利等许多国家也先后出台高价收购太阳能光伏电力的政策，鼓励居民安装太阳能屋顶。
美国从1997年开始实施“百万太阳能屋顶计划”。奥巴马执政后，将发展新能源上升至关系国家安全和民族未来的战略高度。今年7月，奥巴马又推出了“千万太阳能屋顶计划”，引爆了全球太阳能产业。
视野回到国内，2009年3月，政府也推出了“太阳能屋顶计划”，规定对安装太阳能光伏发电装置的企业或用户，补贴初装费的50％；同年7月，又推出了“金太阳工程”，计划在两三年内，采取财政补助方式支持不低于500兆瓦的光伏发电示范项目。
可是，一年多过去了，大家发现，享受政府补贴的很多项目还只局限于几个示范工程。中科院电工所王博士认为：“国内的这些政策都是重视前期投资补贴，比如企业要建一个太阳能电站，国家给补贴投资额的20％或30％。但是，电站建好之后，上网却成了最大的问题，比如审批手续烦琐，有的企业即使实现了上网，发的电国家也不收，等于白发了。与其这样，很多企业宁愿不要补贴。”
对于“金太阳工程”，王博士的观点也是“重建不重用”：“比如不同的太阳能电池板，放在一起用肉眼是看不出区别的，一个185瓦的组件和一个100瓦的组件表面形状一模一样，但好的电池片14元／瓦，次的不过7元／瓦。如果用次的电池片组装成的电池板，去充当好的电池片拿政府补贴的话，就等于建了个废品处理厂。甚至今天拿了补贴建了电站，明天拆了，后天再拿一份补贴，谁知道?”
在国外，政府对于太阳能项目的政策是“重建也重用”。日本政府会给太阳能投资初期的投资人补贴一部分，并网后，每发一度电国家按照规定的价格回收。在德国，投资初期是不给补贴的，只补贴用户使用端，德国电价是0.1欧元／度，而电力公司回购太阳能发电的价格是0.5欧元／度，差价调动了居民的积极性。
屋顶能发电还能赚钱，这个美好的梦想在国外早就实现了。可对于中国的老百姓来说，似乎还很遥远，但也有人已经等不及了。
在上海，有一位叫赵春江的人，他投资20多万元在自家屋顶建了个发电厂，不但可以给自家发电，还实现了与国家电网的并网。赵春江是上海电力学院太阳能研究所所长，也是中国太阳能研究领域的权威。
2006年，赵春江买了一套顶层的复式房，他说：“买这个房子就是为了搞太阳能发电。”2006年12月，赵春江购买了21平方米的光伏电池板，花了14万元；为了记录下需要获取的一些数据，他又从国外进口了温度仪、辐射仪等实验器材，总投资26.2万元。
赵春江算了一笔账：如果家庭安装，加上硬件成本和安装费，预计正式进入市场运行在每千瓦5.5万元，像他家这种3千瓦功率的一套需要投资16万元。
当时，上海的居民用电价格是0.61元，如果国家电网也按这个价来收购家庭太阳能发电的话，―个投资16万元的家庭太阳能光伏设备，需要八十年才收回投资。
赵春江的“家庭电厂”从2006年12月15日凌晨零时正式运行。“电厂”运转后，赵春江找到电力部门，要求发电并网，对方没有拒绝，但也没有表示要支付收购价格，所以是“免费”向电网送电。