太阳能照明作为太阳能最重要的利用方式之一,已经受到能源行业和照明行业越来越多的关注。它利用普遍存在于自然界和人类活动中的太阳光为能量,不需要接入公共电网。因此,太阳能照明不仅缓解了当今社会的能源危机问题,而且具有绿色、清洁环保的效益,能够推动动人类社会的可持续发展。本文为此做了相关的研究工作：首先,概述了太阳能照明系统的研究背景和意义、国内外发展状况、国内太阳能资源的分布状况以及太阳能光伏照明的应用场合。其次,介绍了太阳能LED照明系统各组成部分的特性、工作原理以及太阳能LED照明系统优化配置的方法,并给出了本文设计的太阳能LED照明系统的最优配置参数。再次,深入研究分析了几种常用的太阳能电池最大功率跟踪算法(MPPT),并针对它们各自特点进行了比较分析。最后,在最优配置参数的基础上,给出了一种基于C8051F340单片机的太阳能照明系统控制器的硬件设计方案。本文研究的太阳能照明系统控制器采用脉宽调制(PWM)技术、变步长扰动观察最大功率跟踪算法控制对蓄电池的最优充电。太阳能控制器利用数字化温度传感器DS18B20采集环境温度,对蓄电池进行了温度补偿修正,提高了蓄电池的寿命。另外,输出负载的半功率控制,数字化时钟芯片DS1302,使得控制模式更加智能、人性化。最后,对整个太阳能LED照明系统进行了性能测试,验证了系统具有功能完善、功耗低、稳定性好、便于维护等优点。本文设计的控制器已经成功应用在了太阳能LED照明系统中,由大成电气有限公司推向市场,初步产生了良好的经济和社会效益。