储热技术能够有效解决热能供需双方在时间和空间上的不匹配问题，有效提高能源的稳定性和利用率，其作为太阳能热发电的关键技术环节，对于太阳能热发电技术的进一步发展和大规模应用至关重要。　　目前，在太阳能热发电系统中应用最广的是熔融盐储热技术，但熔融盐本身的强腐蚀性、低温(120℃)冻结及高温分解等问题，使得系统建设和运维成本都较高。而以空气为传热流体、廉价固体填充为储热介质的单罐固体堆积床储热系统，具有系统设计简单、无运行温度限制、无腐蚀性、无冻结隐患以及成本低廉等优点，是近年来研究的热点之一。　　本文针对以空气为传热流体的单罐固体堆积床储热器，采用实验和模拟相结合的研究方法，对其储热性能进行了深入研究。本论文的主要内容包括:　　1.对两种不同结构且采用不同储热材料的固体堆积床储热器进行了实验研究，包括以高铝陶瓷球作为储热介质的立式圆柱形堆积床储热器和以蜂窝陶瓷块作为储热介质的卧式立方形堆积床储热器。通过大量而系统的实验对比，深入分析研究了固体堆积床储热器的充/放热性能及相关性能参数的影响规律。　　2.以立式圆柱形固体堆积床储热器为研究对象，基于集总热容法建立了圆柱形堆积床储热单元的一维两相瞬态模型，模型充分考虑了储热器的对外热损和空气的变物性。模型求解的过程中引入了特征线法和积分离散的方法，实现了模型快速而准确的求解。利用实验数据结果对模型进行了成功验证，并证明该模型具有较高的准确性和精确度。　　3.利用验证过的模型对储热器的性能影响参数进行了进一步拓展研究，掌握了空气质量流量、放热方式、罐体高径比、固体颗粒尺寸、堆积孔隙率、壁面对外热损以及储热材料种类等参数对储热器的具体性能影响规律;并基于参数影响的规律对10MWhth的堆积床储热器进行了初步设计，分析了该大型化储热器的循环运行性能。