随着生态污染和可利用能源危机的加剧，全世界都在努力寻找一种不破换环境且具有可持续性的新能源。因此，光伏发电有了广阔的发展空间，光伏发电技术不仅是当今社会能源结构的一个补充，而且很有可能成为未来能源结构的主力军。光伏发电系统存在着投资成本较大、效率低等缺点，降低了其应用价值和性价比。因此，提高光伏发电系统的整体效率，从而使太阳能光伏发电系统获得最大的发电量这个课题就显得尤为重要。本文所做的工作如下：首先，介绍了本文的课题研究背景和国内外发展现状。然后对光伏发电系统和光伏电池进行了分析和介绍，同时也对光伏发电系统的应用进行了探讨。其次，通过对组件倾斜面太阳能辐射的计算模型和电池电力输出的模型的建立，基于格尔木当地地理气象等数据集，提出了采用等小时计算太阳能辐射的方法来确定光伏组件最优角度的一种新思路。分析了离网系统和并网系统最佳倾角的变化规律，提出了寻找最佳倾角的方法等差寻优法，并得出格尔木地区安装离网系统的最优角度为60度，安装并网系统的最优角度为35度的结论。为各地区的光伏系统设计提供了设计参考。再次，本文介绍和分析了平单轴自动跟踪系统、斜单轴自动跟踪系统以及双轴自动跟踪系统的运动原理和形式，通过PVsyst仿真软件对格尔木地区0.5MWp不同类型的跟踪系统进行仿真，得出双轴系统发电量最大而斜单轴系统性价比最高的结论，并证明各个系统的性能和应用价值。最后，在前几章结论的基础上，结合曾经参与过的项目，对20MWp的光伏电站进行了实际设计。并对电站发电运营后的相关数据进行分析，证明了在采用35度倾角安装发电量最大的结论。