太阳能热电联产系统是指将光伏电池组件与太阳能集热器结合起来,同时产生热收益与电收益的系统。其中,光伏电池组件将太阳能转换为电能,直接产生电收益;集热器中的换热工质带走光伏电池组件背板的热量,产生热收益。随着国内外学者对太阳能热电联产系统研究的不断深入,为提升系统运行性能,多种针对该系统的优化方案相继提出。与此同时,相变材料凭借其储热密度大、适用的温度范围广等优点,在储能、余热利用和热管理等领域具有较好的应用前景。本文旨在利用相变材料的优点进一步提升太阳能热电联产系统的运行性能,通过实验与数值模拟的方法研究相变材料对太阳能热电联产系统电效率与热效率的影响规律,进而提出在典型日气象条件下基于相变冷却的太阳能热电联产系统的优化运行方案。首先,基于文献调研确定了系统中采用的相变材料的种类与相变温度范围,封装方式,以及在太阳能热电联产系统中相变材料的布置位置;分别对制备的石蜡和含有不同质量分数膨胀石墨的复合相变材料进行物性测试。其次,完成了基于相变冷却的太阳能热电联产实验台的设计与搭建,并开展实验,研究了上海临港地区冬季典型日气象条件下相变冷却的应用与换热工质的流量对系统运行性能的影响规律。结果表明相变材料的应用能有效提高系统的平均电效率与最大热效率至16.8%和59.8%。然后,依据传热学等理论建立了太阳能热电联产系统效率求解的物理模型和数学模型,使用自编程序完成对本课题的数值模拟研究。基于典型日的实测气象数据对模型进行验证,结果表明实验值与模拟值具有较好的一致性。根据本文建立的效率求解模型,探索了相变材料厚度、种类以及布置位置对系统运行效率的影响规律,模拟了该系统在上海临港地区冬季典型日的优化运行方案。模拟结果显示当相变材料为厚度为1cm且布置在太阳能电池板背板和换热管道之间时,系统具有较好的运行性能。对于采用膨胀石墨质量分数为5%、10%和15%的复合相变材料时,系统的运行性能随着膨胀石墨的质量分数的增加得到提升。对于上海临港地区夏季典型日,模拟结果表明相变材料的相变温度应接近太阳能电池板在运行过程中达到的最高温度,进而得到太阳能热电联产系统在夏季的优化运行方案。通过这些研究,可以得到基于相变冷却的太阳能热电联产系统在典型日下的优化运行方案,为相变材料在太阳能热电联产系统的工程应用提供指导。