面临化石能源日益紧缺的现状，太阳能成为新能源角逐场的有力竞争者，而太阳能发电是太阳能利用的一条主要途径。但是在全世界光伏装机激增的环境下，电池板转换效率低下却是阻挡其生活化发展道路上的巨大障碍，多年来人们一直致力于提高光伏发电效率。首先，为了在每天太阳东升西落的变化中得到最强的光照强度，人们提出了太阳追踪系统。只是单轴计时追踪不符合长时间太阳相对地球的运动规律，而且现有的双轴逐日追踪精确度不高。其次，通常的最大功率跟踪方法会因为电池板外部环境的变化出现误跟踪。最后，因为光伏发电电流不稳定和充电时机的稍纵即逝，都迫使系统需要一个智能可靠的充电系统对蓄电池安全快速的充电。快速充电的大电流和安全充电的小电流之间的平衡，应根据蓄电池的状态进行智能控制。根据以上问题，本文的研究工作分如下三方面：（1）依据电池板的输出曲线可以看出，光照强度越强，光伏电池板的输出功率就越大。本文以光照强度作为控制参数，设计了太阳追踪系统，以此来提高每时刻光伏发电量。采用模糊控制的双轴追踪法对太阳光线进行追踪，以太阳运动过程中光线垂直照射在电池板表面为目标。（2）电池板的最大输出功率会因为温度和光照强度的变化而产生偏移，导致最大功率跟踪系统的控制难度增大。本文在改进后粒子群算法的指导下，展开对电池板最大功率的搜索。采用改进粒子群算法下的跟踪系统，可以准确搜索到变化环境下光伏电池板的最大值点。（3）本文根据马斯曲线采用阶段式恒流充电法，并结合瞬间反向放电的方式，设计了蓄电池快速充电系统。由于电池板输出的不稳定，使得常规充电法无法解决系统中的蓄电池充电问题。本文采用在输出电流较小时直接充电，较大时快速充电，直到即将充满时转为浮充方法充电的策略，可以对蓄电池快速安全充电。本文根据光伏发电所存在的以上问题分别从太阳追踪、最大功率跟踪以及高效安全充电方面进行了分析研究。结果表明，在高速度和资源丰富的FPGA(现场可编程门阵列)支持下，模糊控制的双轴追踪系统能在天气晴朗的情况下，使太阳光与电池板垂直偏差不超过3度；在粒子群算法调节下的电池板，在1秒内能跟踪到最大功率值点；采用阶段恒流快速充电的智能充电系统，能将65AH的蓄电池充电时间缩短到1-2小时。