可再生能源和清洁能源的综合利用是目前我国面临技术革新的主要内容,当前太阳能占可再生能源的比重为30%左右,其主要瓶颈在于早期投资较大、回收周期较长且发电成本高,同时容易受环境影响。而太阳能发电技术经历了晶体硅和薄膜电池两个快速发展阶段,如今已经发展到第三阶段—一聚光光伏发电,该技术具有适用性广泛、光电转换效率高等优点,目前世界范围内已经有许多聚光光伏示范性电站。太阳能发电与余热利用温湿度调节结合系统(HCPVTH),把发电和热利用结合起来,使得太阳能综合利用效率得到显著提高。由于透镜聚光倍率1000倍,电池聚光面热流密度可达100 W/cm2以上,系统安全可靠运行的关键在于电池热面温度的控制以保证电池的发电效率,此外,由于余热是通过冷却水的形式被利用,所以热面温度的控制和热利用密切相关。本文针对HCPVTH系统电池热面温度控制及余热利用的问题,设计了一种能够满足在小加热面积、高热流密度条件下实现对电池热面进行控温和热利用的高效控温器件-大充液率热虹吸管,其主要优势为:受重力影响小,启动快,能适合复杂结构。通过实验测试探究充液率和环管内部结构对环管传热性能的影响,并找出不同工况下相匹配的最佳充液率。同时设计高倍聚光光伏电池热电联产体系,探索太阳能的利用效率随电池热面温度的变化规律。通过实验数据拟合,建立电池热面温度、冷却水温度、加热功率之间的相互关联式,用于预测高倍聚光光伏电池的温度控制和余热利用。基于聚光光伏电池模组系统的整体结构特殊性,每一个光伏电池由单独的控温器件来冷却,相邻冷却水套之间的连接方式对系统的整体冷却效果有很大的影响。由于各支路流量分配不均,流量小的支路由于取热能力下降,引起电池热面温度升高,从而影响系统效率,同时对系统泵功有较大影响,本文对集管系统内部流量和压力分配进行初步探索,建立支管数学模型并编程计算支管流量分配规律。