光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光子照射到金屬上時，它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內(nèi)部引力做功，離開金屬表面逃逸出來，成為光電子。硅原子有4個外層電子，如果在純硅中摻入有5個外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導(dǎo)體；若在純硅中摻入有3個外層電子的原子如硼原子，形成P型半導(dǎo)體。當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時，接觸面就會形成電勢差，成為太陽能電池。當(dāng)太陽光照射到P－N結(jié)后，電流便從P型一邊流向N型一邊，形成電流。


早在1839年，法國科學(xué)家貝克雷爾（Becqurel）就發(fā)現(xiàn)，光照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。這種現(xiàn)象后來被稱為“光生伏應(yīng)”，簡稱“光伏效應(yīng)”。1954年，美國科學(xué)家恰賓和皮爾松在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室制成了實(shí)用的單晶硅太陽電池，誕生了將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)。20世紀(jì)70年代后，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，全球能源危機(jī)和大氣污染問題日益突出，傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，對環(huán)境造成的危害日益突出，同時全球約有20億人得不到正常的能源供應(yīng)。這個時候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu)，維持長遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。


由于相對于某一個固定地點(diǎn)的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太陽的光照角度時時刻刻都在變化，如果太陽能電池板能夠時刻正對太陽，發(fā)電效率才會達(dá)到佳狀態(tài)。世界上通用的太陽跟蹤控制系統(tǒng)都需要根據(jù)安放點(diǎn)的經(jīng)緯度等信息計(jì)算一年中的每一天的不同時刻太陽所在的角度，將一年中每個時刻的太陽位置存儲到PLC、單片機(jī)或電腦軟件中，也就是靠計(jì)算太陽位置以實(shí)現(xiàn)跟蹤。

采用固定支架的光伏電站，在設(shè)計(jì)之初會結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境、氣候等條件將組件固定在特定角度，以保證能接收太陽光輻射，組件位置固定后一般不會再頻繁調(diào)整。對于固定可調(diào)式支架而言，組件朝向會根據(jù)季節(jié)和光照情況，每年需要進(jìn)行人工調(diào)整。固定支架價(jià)格較低、穩(wěn)定性好，前期投資成本低，但對太陽能的利用率較低。

采用跟蹤支架的光伏系統(tǒng)，其組件朝向根據(jù)光照情況進(jìn)行調(diào)整，可減少組件與太陽直射光之間的夾角，獲取更多的太陽輻照，可有效提高發(fā)電效率。采用跟蹤支架的電站需要增加一定的前期投資成本，并需要承擔(dān)一定的裝置運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)及后期維護(hù)成本。