近年来,碟式聚光光伏发电系统由于较高的发电效率受到很多学者的关注。本文从光学,热学,电学的角度对碟式聚光太阳能光伏发电系统进行模型建立,并对影响其功率和效率的关键因素进行了研究,具体而言:(1)建立碟式聚光光伏系统1:1等比例光学模型,并通过ZEMAX软件对其进行光学仿真。分析了二次光学单元——匀光筒对光斑形态的影响规律,结果表明常规矩形匀光筒可使光斑均匀性得到极大提高。(2)针对高聚光倍数的碟式聚光光伏系统,其电池表面单位面积的能流密度较高,从而导致电池工作温度高,降低电池效率,甚至可能损伤或烧毁电池。针对这一问题,本文对电池冷却系统进行了研究。利用COMSOL对电池的冷却系统进行了设计和仿真,仿真结果与实测结果高度吻合,结果表明合理的冷却流道设计可以有效降低电池表面的工作温度。(3)采用双二极管等效电路模型对阵列电池进行了建模仿真。在实测过程中,发现了电池阵列的失配损失现象,表现为实测IV曲线出现了多个阶梯而非一条平滑的曲线,并对这一现象进行了分析和理论解释。(4)分析了当跟踪偏差角为0度、0.02度、0.2度时电池的发电情况。发现当跟踪偏差角接近于0度时,无论是否有二次匀光单元,在同样高斯光斑照射下,非均匀尺寸的密集阵列模块比传统均匀尺寸模块,具有更好的输出性能。因此,在可以确保跟踪精度的情况下,可以考虑采用具有非均匀尺寸的密集阵列模块作为传统均匀尺寸的模块的一种性能更优的替代方案。