太阳能发电、燃料电池发电、蓄电池等产生的直流电能与交流配电、系统并网时需要通过逆变器转换成交流电，同样由于电力公司供给家庭等用户的负载一般为交流电能，而太阳能光伏系统所发电能为直流，当一般家庭等用户使用太阳能发电的电能时需要将直流转换成交流，电能转换时会产生电能损失。但另一方面，许多电器，如变频空调等家电在其内部将交流电能转换成直流电能使用，如果使用太阳能发电的电能时则需进行二次转换，在转换过程中也将会产生电能损失。
随着LED照明、直流电视等家电的应用，将来有望直接使用太阳能发电等所发直流电能，这样不仅可省去电能转换，节省大量的电能，而且可省去逆变器等装置，降低成本，有利于太阳能光伏系统的应用和普及。特别是随着信息化社会的急速发展，IT领域直流电能消费量也在急剧上升，因此，直流节能房，最佳直流化技术的研发值得期待。
另外，现在的屋顶并网型太阳能光伏系统中一般未使用蓄电池等电力储存系统，而是将剩余电能直接送入电网，当太阳能光伏系统高密度、大规模普及时将会对电网的稳定、供电质量等产生较大影响。为了避免上述问题，并考虑到地震等自然灾害、电力不足停电等情况，有必要安装如蓄电池等备用电源。
分散电源发电所产生的直流电能不必转换成交流，而是直接使用直流的供电系统，可提高使用能源的效率。为了实现这一目的，直流供电方式、变电装置以及蓄电装置等的开发、控制方式的开发必不可少。
为了避免太阳能光伏系统高密度、大规模普及时发电出力的变动对电力系统的电压、频率等的影响，并使太阳能光伏发电所发电能有效地被利用，以前笔者曾提出了交流地域并网型太阳能光伏系统 (见图5.3)。为了解决以上问题，又提出了直流地域并网型太阳能光伏系统以及太阳能发电直流系统，直流地域配电线以及带蓄电池的光伏系统，如图5.14和图5.15所示。这些直流系统具有节能、有效利用电能、降低蓄电池容量以及二氧化碳减排效果显著等特点，将来有望得到广泛应用和普及。本节将介绍直流地域并网型太阳能光伏系统和太阳能发电直流系统等。
1. 直流地域并网型太阳能光伏系统
图5.14所示为著者提出的直流地域并网型太阳能光伏系统的组成。该系统中的直流地域配电线由独力的电力企业设置，在各屋顶太阳能光伏系统中设置了蓄电池，各太阳能光伏系统直接与直流地域配电线相连，然后整个直流太阳能光伏系统在并网点接入电网。
图5.14 直流地域并网型太阳能光伏系统(www.xing528.com)
在直流太阳能光伏系统中，与直流地域配电线相连的各太阳能光伏系统之间可进行电能融通、互补，即地域内的某家庭电能有剩余电能时可通过直流地域配电线为电能不足的家庭提供电能，地域全体电能不足时则由电网补充。相反，地域全体有剩余电能时则由蓄电池储存，如果超过蓄电池的储存容量则送入电网。可见，在直流太阳能光伏系统中各太阳能光伏系统之间通过地域配电线可进行直流电能融通、互补，并有效利用太阳能光伏系统所发电能，减少与电网的电能交换，从而减少或避免对电网的影响。
在这种直流太阳能光伏系统中，太阳电池所发直流电能直接供给直流负载，不需要交直转换，可减少电能损失，与现在的太阳能光伏系统比较电能损失较小，有剩余电能时由蓄电池储存。作为交流负载向直流负载的过渡，这里保留了交流负载，并使用逆变器将直流电能转换成交流电能供交流负载使用。如果将来家庭全部使用直流家电，则可省去逆变器及交流负载部分。
2. 太阳能直流系统
著者提出的太阳能发电直流系统的构成如图5.15所示。由太阳能光伏发电站、DC-DC电能变换装置、直流开关、直流线、电能储存系统、直流负载、电动车和电动摩托车，电动自行车等组成。另外，图中也加入了风能发电、氢能制造系统、燃料电池等，以满足使用风能等可再生能源发电以及提高供电可靠性的需要。
太阳能发电直流系统具有不依赖电网、可实现自产自销、独立供电的功能，没有电能二次转换，电能损失小、成本低、管理、维护方便，可减少环境污染等特点。
图5.15 太阳能直流系统
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