目前独立光伏照明行业普遍存在的太阳能转换效率低、发电量低、系统自消耗高等问题,导致光伏照明系统成本高、系统不稳定,无法推广应用。因此本文针对传统理论设计中出现的误差进行分析,优化光伏电池组件设计时提出权值分配法求取全年负载用电量均值,考虑衰减效应和库仑效率带来的损耗误差,校正组件的串并联数公式,减小误差。在对VRLA理论设计中,加入放电率修正因子μ和温度因子σ,优化蓄电池容量计算公式,并联合校核蓄电池和光伏组件方阵设计,全局考虑光伏照明系统理论设计的合理性。同时通过实验,优化光伏照明系统硬件安装设计,通过光伏电池组件发电量影响因数实验,得出在中纬度的泉州地区,最优安装倾角为正南20度的,且需要延长辐照时数和定期清理落尘,提升系统发电量；通过遮阴分析实验,得出实际设计应选择非晶硅光伏电池,连接时避免长边遮阴,减少光伏电池并联数,以增加系统抗遮阴能力；通过蓄电池不同电流下放电特性研究实验,得出设计蓄电池应选用9A的电流为额定电流；而通过温差实验,得出胶体蓄电池充放电容量和充放电效率影响受温度影响较小,适合更广应用区域；通过环境温度、辐照量对MPPT电压影响实验,验证充放电控制器需运用模糊算法进行MPPT调控,保证光伏输出在最大工作点上,保证电能转换效率。最后本文通过理论校正和硬件优化,设计出一套优化的光伏照明系统,并成功应用到广告牌照明上,设计并制作了光伏电池组的支撑架,并结合远程通讯技术设计完成了远程防盗报警系统。最终通过在泉州地区进行的软件仿真和实际测量,确定广告牌的光伏照明系统设计合理,发电效率高,性能优良,可以长时间免维修使用,有效解决户外广告牌照明的问题,具有巨大的实用意义和经济价值。