能源可持续性问题早就引起世界各国的高度重视,尤其作为经济高速发展的中国,探索新的发展模式以及环保新型能源成为国家发展新方向。仅从能源角度看,绿色环保的太阳能为实现能源的可持续发展提供了可能,尤其常见的是光伏发电技术。介于光伏发电成本过高,广泛推广受到限制。采用低成本的聚光组件和小面积的太阳能电池,已被认为是降低光伏发电成本最为直接有效的方法之一,其中采用结构简单的复合抛物面聚光器(Compound Parabolic Concentrator,CPC)的聚光光伏系统,无需复杂的太阳能跟踪装置备受人们关注。然而,基于CPC的聚光光伏系统因温度高而直接影响其光伏输出,因此如何有效降低聚光光伏组件是提高其光伏输出的关键技术之一。本文采用数值模拟分析方法对基于CPC聚光组件内的热环境及影响因素进行全面研究,探索改善其热环境的有效技术方法。首先以太阳几何学理论为基础,分析太阳光线在CPC聚光器横截面上投影入射角的变化范围,设计出接收半角θ_a=23°、几何聚光比为2、两倾角调整模式下的复合抛物面聚光光伏组件。其次利用光学追踪软件对所设计的聚光组件在辐照环境下的光学性能及电池表面的能流分布。最后依据传热传质基本理论分析聚光光伏组件的热能传递过程,建立起传热网格,利用FLUENT软件模拟分析聚光光伏组件内热环境云图,分析温升原因,提出七种具有不同尺寸、类型的强制冷却通风流道设计方案,以恒温为298K空气为冷却工质,研究不同冷却流体速度下的温降情况。结果表明,随着光在CPC横截面投影入射角的增大电池表面的温度反而降低,而安装倾角对太阳能电池表面的最高温度影响不大;冷却通道宽度为20mm温降效果明显;且温降程度随冷却工质的流速增大而增大;通过剪去靠近电池的CPC反射面作为通风通道的技术方案,组件的降效果最为显著。