随着我国能源消耗量的持续性增长,能源紧张以及环境污染问题日益严峻。使用清洁能源,开发和推广可再生能源利用技术具有重大意义。太阳能以其分布广泛、获取方便、清洁无污染等优势,在可再生能源利用中获得普遍关注。在我国社会总能耗中建筑能耗所占比重较大,具有较大节能潜力。光伏光热建筑一体化(BIPV/T)是一种理想的太阳能利用方式,可以为用户提供热能和电能而不占用额外的面积。本文提出一种新型光伏光热一体化(PV/T)组件,通过数值模拟的方法,研究集热管尺寸、集热板厚度、集热管间距对组件换热性能的影响,确定PV/T组件最佳结构参数。以上海地区一栋二层建筑为例,将PV/T组件集成于屋顶,建立复合空气源热泵的BIPV/T系统,并以空气源热泵系统作为参考系统。利用TRNSYS模拟研究两种系统性能并进行对比分析,探讨BIPV/T系统的节能及经济性。首先,本文在水冷型PV/T组件的典型结构基础上,设计了一种利用毛细管网冷却光伏板的新型PV/T组件,建立了合理模型并验证。以PV/T组件热效率,出口平均水温,光伏板平均温度、热流密度等为评价指标,研究冷却通道结构参数对组件换热性能的影响。结果表明,集热管尺寸对PV/T组件换热性能影响较小,小管径下组件热效率略有提升;集热板厚度对PV/T组件换热性能基本无影响;集热管间距对PV/T组件换热性能影响显著,集热管间距越小,换热性能越好。新型PV/T组件最佳结构参数为:集热管尺寸3.4×0.55mm,集热板厚度0.3mm,集热管间距10mm。与采用铜管集热的参考PV/T组件相比,二者热效率差距较小,综合考虑热效率、重量、成本、环境效益等因素,毛细管替代铜管集热的PV/T组件具有可行性。然后,以上海地区一栋两层住宅为例,利用典型气象年数据进行了负荷计算,根据建筑负荷特点及太阳能资源分析,得出太阳能利用的可行性。将新型PV/T组件与屋顶相结合,设计了采用空气源热泵作为辅助冷热源的BIPV/T系统,系统具有夏季制冷、冬季采暖、全年发电及提供生活热水的功能。并以空气源热泵系统作为参考系统,提出了两种系统不同季节下的运行模式及系统控制策略,在TRNSYS软件中搭建了系统仿真模型并确定各部件设计参数。最后,模拟并分析了典型气象条件下BIPV/T系统和空气源热泵系统全年的运行情况和系统性能。对比分析结果表明,建筑集成PV/T组件可减少建筑采暖热负荷,增加建筑空调冷负荷。总体而言,BIPV/T系统与参考系统相比,降低了建筑采暖/制冷耗能及生活热水耗能。BIPV/T系统全年发电量大于建筑总能耗需求,在保证建筑物制冷、采暖、生活热水的能耗需求时,系统全年可实现6235.2k Wh的电量收益。对系统的经济性分析表明,BIPV/T系统的动态追加投资回收期为12.6年,低于系统寿命,系统具有较好节能性及经济性。