能源的可持续利用及能源利用过程污染物减排是社会经济可持续发展的基础。建筑用能在国民能源消费总量中的占比高,太阳能是建筑可利用的最主要的再生能源资源,探究建筑太阳能的高效综合利用具有重要意义。热管式太阳能光伏光热系统不仅吸收光伏电池的温度,并且能够有效利用未被组件所吸收的太阳辐射,是建筑太阳能利用的最主要的方式之一。本文建立了描述此系统工作过程的数学模型,并以此为基础,探究了系统配置对光伏/光热系统性能的影响规律,以此系统的光伏/光热转换效率为优化目标对系统参数进行了优化。论文主要的工作内容、结论及成果如下:1)分析了热管式PV/T系统的能量流动过程,建立了描述热管式PV/T系统工作过程的数学模型。利用所建模型,分析了太阳辐射强度、系统循环水流量、热管间距、光伏电池覆盖因子和集热器倾角等参数对系统光伏效率及光热效率的影响规律。2)对太阳能PV/T系统的热管进行了设计创新,将热管形状由圆形改为一端为扁平状的异形热管,增大了热管与光伏板的接触面积,降低了接触热阻。3)搭建了热管式PV/T系统的实验平台。分别以单晶硅太阳能电池组件与多晶硅太阳能电池组件,自行设计制作了异形热管并组装了两套热管式PV/T集热器,搭建了系统性能实验台。利用实验数据,借助MATLAB软件对建立模型进行了验证。4)分别以光伏效率及光热效率为优化目标对热管式PV/T系统进行了优化。确定了热管式PV/T系统分别在春分、夏至、秋分、冬至日的最高光热效率和光伏效率及系统对应的最优循环水流量、集热器热管间距、电池覆盖因子和集热器倾角。综合考虑到热管式PV/T系统的性能、收益及成本,研究认为北京地区热管式PV/T系统适宜的主要参数为热管间距为0.07m~0.09m,光伏电池覆盖因子大小为0.8~0.9,集热器倾角设置为当地纬度值或略小于当地纬度值1~2°。