光伏发电具有十分广泛的应用，只要有太阳照射就可以应用光伏发电。光伏组件为直流源，且其输出电压及电流随太阳辐射、温度及负载而变化。因此光伏发电的应用需要电力电子变换器等其他一系列设备组成自身特点的系统，称为光伏发电系统。

离网型光伏发电系统结构简单、系统功率较小，安装灵活，并且节省了化石燃料的使用，故其应用范围较广。如太阳能飞机、太阳能船、太阳能电动车等交通工具的应用和太阳能路灯、信号灯、航标灯广告牌等灯具的应用。以及在电网无法连接到的山区居民分散的牧区等偏远地区的生活用电等，均有离网型光伏发电系统的应用。

最简单的离网型光伏发电系统是直联系统，将光伏方阵受光照时发出的直流电直接供给负载使用，中间没有储能设备及电能变换设备，负载值在有光照时才能工作，这种直联系统早期在偏远地区或草原上应用，如太阳能水泵，但其效率及实用性低。

通常离网型光伏发电系统主要有光伏阵列、充放电电控制器、逆变器、储能电池和负载等部分组成。

光伏阵列容量较大时需加汇流箱及配电箱等设备，光伏阵列将太阳辐射能转化为电能，送至逆变器或经过汇流箱送至逆变器由逆变器，将直流电逆变为交流电，给交流负载供电。

光伏阵列容量较小，电压较低时，一般通过充放电控制器与储能单元进行能量交换，并将其升压至逆变器输入电压要求，再进行逆变，供交流负载用电。

光伏阵列容量较大，其电压较高、并联数较多时，通过汇流箱将多个并联的光伏阵列输出的电能汇流，再通过逆变器逆变给交流负载供电，或者通过DC/DC变换器给直流负载供电。

当太阳能充足、负载用电有剩余时，将发出多余的电能通过充放电控制器存储在蓄电池中；当光照较差，发电量不能满足负载时，充放电控制器释放蓄电池中存储的电能供负载使用。

负载对供电可靠性要求较高的离网型光伏发电系统，为了减小系统失电小时数，若完全由光伏发电系统供电，其光伏组件及蓄电池容量需要很大，导致一次投资成本过大。因此，离网型光伏发电系统根据实际情况，通过经济分析，可增加辅助电源，以此来降低系统建设成本。

当遇到连续阴雨天，光伏电池板发电量不足，且蓄电池中电能耗尽时，启动辅助电源（如柴油发电机等）给负载供电，可大大提高光伏发电系统的供电可靠性。