由于一次能源的日益缺乏以及由此而引发的能源安全问题的日益暴露,合理开发太阳能资源就显得具有非常重要的战略意义。光伏与建筑一体化(BIPV)技术提出了“建筑产生能源”的新概念,它以自身的优越性成为光伏技术发展的一个重要方向,而独立式光伏系统是目前BIPV技术发展的一个重要研究领域。本文在大量地查阅光伏发电产业的国内外发展现状资料的基础上,结合光伏系统的基本组成和基本原理,对太阳能光伏发电的机理、光伏电池的输出特性以及作为独立式光伏发电系统重要组成部分——铅酸蓄电池工作原理和工作方式等进行了探讨,特别是对光伏系统优化设计进行了深入探讨。在此基础上提出了带有备用电源的独立式光伏发电系统蓄电池充放电控制策略,同时结合单片机自动控制技术,研发了以Philips公司生产的P89C58X2单片机为核心的智能控制系统。该控制系统带有完备的数据采集功能,以及方便的人机交互界面。控制系统能够根据当前蓄电池端电压自动调整光伏阵列电流的输入以及负载和备用电源的启停,保障系统的稳定运行。为了加强对光伏发电系统的监控,利用Visual Basic集成开发环境开发了配套的上位机监控程序,上位机和下位机之间利用串口实现异步串行通信。通过在一幢节能建筑中设计一个带备用电源的独立式光伏发电系统的实际工程,给出了在节能建筑中采用独立光伏系统的优化设计方法,特别是对成圆弧形安装的光伏阵列的最佳跨度角问题进行了详细的讨论。实际运行情况表明了整个系统在自主研发的控制器的控制下运行稳定,达到了预期的目的。文章在对实际系统的运行情况进行了相应的分析的基础上也提出了一些对系统进一步优化设计的建议,可以为今后同类系统的设计提供参考。