聚光光伏(CPV,Concentrated Photovoltaics)是通过光学器件将阳光汇聚到一块面积很小的光伏电池上,通过提高聚光器的聚光比来缩小焦斑位置处的电池面积,同时使电池上的光强以同样的比例增加。太阳能发电集热技术起先是由Kern基于光电光热综合利用的思想提出的,即在光伏组件的背面铺设流道,通过冷媒工质将热能带走,对其进行合理利用。结合本实验室对平板式高倍聚光光伏光热系统和蝶式高倍聚光光伏光热系统的理论研究和实验测试研究,本文提出并搭建一种菲涅尔高倍聚光光伏光热系统单模组测试样机以及两种新型的菲涅尔高倍聚光光伏光热综合利用系统测试平台,实现菲涅尔式点聚焦光伏系统与PV/T系统的有效结合,并对其进行户外实验研究。本文采用1090倍聚光比的经过聚光匀光优化的菲涅尔透镜,结合光感元件和由电机驱动控制的轴以及计算机PLC控制盒式的双轴追踪系统,换热器设计成采用铝质材料制作而成的一种槽道式装置,水路采用同程式系统组成的新型系统。搭建了菲涅尔高倍聚光光伏光热单元测试样机,并在不同条件下进行了实验测试,通过热电性能对系统进行研究和评价。(1)系统电效率主要受DNI(direct normal irradiance)和水箱温度的影响。电效率与DNI呈抛物线性关系；在开始时刻,随着水温的快速升高,电效率下降；当水温上升到50℃左右时时,系统电效率下降趋势加快。其中,DNI是影响系统电效率的主要因素。(2)系统输出的直流电流与DNI呈线性正相关；输出的功率与直流电流呈线性正相关,与输出的直流电压关系较小。(3)系统热效率与水箱温度和DNI有关。随着水箱温度的升高,系统热效率逐渐下降；DNI在13：10之前是一个缓慢上升的过程,而此段时间系统总效率下降较快。在13：10后,DNI呈下降趋势,系统的总效率下降略缓,但整体是下降趋势。(4)系统峰值电功率可达到330W,系统瞬时最高电效率高达29.3%,平均电效率为26.2%；当天环境参数条件下,水箱温度最高为54.5℃,系统瞬时热效率可达55.0%,在水温上升阶段平均热效率为29.0%；水温从25-40℃,系统的平均热效率为35.8%；40-54.5℃,系统的平均热效率为16.3%；随着辐照的下降,水温开始下降。系统平均综合效率为51.5%,系统瞬时综合效率可达83.5%以上。搭建了推拉式菲涅尔高倍聚光光伏光热系统测试平台,并在不同条件下进行了实验测试,通过热电性能对系统进行研究和评价。直流电流与直射辐照呈正相关线性关系；在开始水箱温度低于40℃左右时,对输出直流电压影响小；水箱温度过高时,输出直流电压上升趋势减缓；系统峰值电功率可达12.1kW；9：40-17：00,系统发电量为77kW.h；瞬时最高电效率高达28.9%,平均电效率为27.4%；瞬时最高热效率可达33.5%,平均热效率为30.0%；系统综合效率高达60%。搭建了雷达式菲涅尔高倍聚光光伏光热系统测试平台,并在不同条件下进行了实验测试,通过热电性能对系统进行研究和评价。系统电效率主要受DNI和水箱温度的影响。其中DNI是影响系统电效率的主要因素。系统输出的直流电流与DNI呈线性正相关;输出的功率与直流电流呈线性正相关。系统热效率与水箱温度和DNI有关。系统峰值电功率可达到9.16kW,系统瞬时最高电效率达27.6%,平均电效率为25.3%；当天环境参数条件下,水箱温度最高为63.5℃,系统瞬时最高热效率可达50.7%。在从19.2℃上升到63.5℃这段时间,系统平均热效率为29.31%；19.2--30.0℃,系统平均热效率为41.32%；30-50℃,系统平均热效率为28.1%；50-63.5℃,系统平均热效率为15.1%,60-63℃,系统平均热效率为10.0%。系统平均综合效率为53.4%,系统瞬时综合效率可达77.6%以上。综合上述系统的结论可知,系统电效率主要受DNI和水箱温度的影响;电效率与DNI呈抛物线性关系。其中,DNI是影响系统电效率的主要因素。系统输出的直流电流与DNI呈线性正相关；输出的功率与直流电流呈线性正相关,与输出的直流电压关系较小；系统热效率与水箱温度和DNI有关。随着水箱温度的升高,系统热效率整体呈下降趋势。系统全天的平均热效率在30%左右,平均电效率25%以上；瞬时热效率达55%左右,瞬时电效率29%左右；系统平均综合效率55%左右,瞬时综合效率达80%以上。在相同的条件下,推拉式系统和雷达式系统的电效率基本相同,但后者的热效率明显高于前者。