（1）自20世纪60年代起，太阳能电池已被用于空间技术，为通讯卫星提供电力。进入20世纪末，光伏发电这一清洁能源和直接能源形式不仅在太空领域得到应用，而且在地面应用方面也取得了显著进展。举例来说，光伏技术被广泛应用于太阳能庭院灯、家用太阳能发电系统、独立的村寨供电系统、光伏水泵（用于饮水或灌溉）、通讯电源、石油输油管道的阴极保护、光缆通讯泵站电源、海水淡化系统、城市路标以及高速公路路标等领域。在欧美等发达国家，光伏发电已被整合入城市用电系统，并为边远地区村落供电系统的发展提供了方向。太阳能电池与建筑系统的结合正逐渐产业化。
（2）离网光伏发电系统通过太阳能发电控制器（包括光伏控制器和风光互补控制器）对电能进行调节和控制。这些控制器将调整后的电能送往直流或交流负载，并将多余的电能存储在蓄电池组中。当发电量无法满足负载需求时，控制器会启用蓄电池储存的电能。控制器的重要作用在于保护蓄电池免受过充和过放的影响，从而延长其使用寿命并确保系统的可靠性。蓄电池组负责储存能量，以便在夜间或恶劣天气条件下为负载供电。逆变器将直流电转换为交流电，以供交流负载使用，是光伏风力发电系统的核心部件。考虑到这些系统通常位于偏远地区，维护不便，因此对逆变器的可靠性要求极高。此外，由于新能源发电成本较高，逆变器的高效运行也至关重要。
（3）并网光伏发电系统将光伏阵列、风力机和燃料电池等产生的可再生能源直接通过并网逆变器反向馈入电网，而无需通过蓄电池储能。并网逆变器将直流电转换为交流电，如果直流电压较低，则通过交流变压器升压至标准交流电压和频率。其基本原理为：电池板→BOST升压电路→IGBT（绝缘栅双极晶体管）→LC滤波电路→变压器→并网。这种直接将电能输入电网的方式免除了蓄电池的配置，省去了蓄电池储能和释放的过程，能够充分利用可再生能源产生的电力，减少能量损耗，降低系统成本。并网发电系统能够将市电和可再生能源作为本地交流负载的电源，降低整个系统的负载缺电率，并对公用电网起到调峰作用。因此，并网发电系统是太阳能和风力发电的发展方向，也是21世纪最具吸引力的能源利用技术之一。
