传统化石能源的枯竭和环境问题的日益严重,使得新能源取代化石能源成为必然的趋势。新能源中,太阳能光伏发电是很受关注的一个,目前限制光伏普及的因素之一是发电成本过高,无法和火力发电比拟,甚至只有在政府补贴的情况下,其成本才能与火力发电齐平。本文的课题是在此背景下提出,力图设计出一种静态聚光光伏系统,相对于市场普及率最高的晶体硅平板光伏,降低系统成本,为光伏产业的发展尽一份力。本文主要思路是采用市场普及率最高的晶体硅太阳电池作为发电单元,重新设计的线聚焦菲涅尔透镜作为太阳光收集器,因为太阳电池的价格较为昂贵,那么将大面积的太阳光汇聚至小面积的晶体硅太阳电池上,就可以减少太阳电池的用量,从而降低系统的成本。本文主要研究内容包括:1.选择晶体硅太阳电池合适的聚光比。聚光比太小无法降低系统成本;聚光比太高会使得电池板出现光饱和,无法提高输出效率,另一方面,聚光比太高会使得电池板温度过高,降低光电转换效率甚至缩短电池板的寿命。2.线聚焦菲涅尔透镜的设计。传统的线聚焦菲涅尔透镜焦平面的光斑分布不均匀,光强中间强两边弱,而只有均匀分布的入射光才能使电池板获得最佳的工作状态,因此需要改善传统线聚焦菲涅尔透镜的光强分布。其次,从地表固定区域观察,太阳光的入射方位随时间变化,一天之内基本呈一个弧形。这要求透镜具有较大角度接收阳光的能力,本文也做了相关分析,尽力扩大透镜的集光角。3.由理论分析得出的结果,加工透镜、电池板与支架,测试系统的输出情况。本文的研究方法包括理论分析、光学仿真和实际测试。理论上提出两种线聚焦菲涅尔透镜光斑分布改进的方法,经过理论计算、光学仿真和实物测量,该方法确实能够显著改善光斑的分布,且具有较大的接收阳光的能力,可以运用于实际的光伏发电项目中。并且对类似的设计工作也有一定的指导意义。