随着世界经济的迅速发展,对能源的需求越来越大,地球化石资源的大量开采与消耗,使石油。煤炭等自然资源日趋短缺,同时也给环境造成了严重污染。为了更好的发展经济,一方面要充分高效的利用现有能源资源,避免浪费;另一方面必须加快新能源开发建设,克服因矿物资源严重不足带来的潜在危机。太阳能作为一种新型的绿色可再生能源,具有储量大、无污染、可持续利用等优点。因此,太阳能的利用越来越受到人们的重视,而太阳能光伏发电技术的应用更是人们普遍关注的焦点。然而,光伏电池的输出特性具有强烈的非线性,且受外界环境因素影响大,所以,如何有效的利用、提高太阳能转换效率,成为太阳能利用中一个迫切需要解决的问题。本论文以光伏发电系统为研究对象,以最大限度利用太阳能为主要目标,展开了光伏发电系统效率最优化的理论和实验研究。具体说来,本文的主要研究内容可归纳如下:1从世界能源危机和环境污染角度出发,分析了国内外太阳能光伏发电的现状和趋势,得出了太阳能光伏发电是新世纪解决能源危机和环境污染的新能源。2对太阳能光伏发电系统进行概述,系统地分析了当今太阳能光伏发电的主要组成结构、分类和应用现状。3分析了太阳能光伏发电的工作原理、数学特性和影响太阳能光伏发电的主要因素,得出影响太阳能光伏发电的主要因素是太阳光照射强度、环境温度和负载的变化,并给出要最大限度利用太阳能,必须对太阳能的输出功率进行最大功率点跟踪。4分析了控制器的工作原理、作用和功能,指出充放电控制器在光伏发电系统中具有很重要的作用。5分析了独立运行光伏发电系统最大功率点跟踪的原理和现有的跟踪算法,并对比了这些算法的优缺点,证明了采用最大功率点跟踪技术可以提高太阳电池的输出功率。跟踪器实时调整太阳电池的输出电压和电流,使其工作在最大功率点上。建立了最大功率跟踪的测量装置,并可直接对比有、无跟踪条件下的输出功率。本实验条件下,采用最大功率跟踪后,其平均功率增益可达10.61%。