我国北方农村冬季供暖大部分采用散煤燃烧,因燃烧粗放,排放了大量烟气、烟尘、颗粒物等污染物,成为北方冬季雾霾现象的主要原因之一;另一方面,广大农村田间存在大量的可用生物质燃料,属于“碳中和”的能源,并没有得到合理有效利用,其中作物秸秆被露天焚烧产生烟尘和烟气,反而造成了环境污染;再有我国北方大部分地区有着较为丰富的太阳能资源,也没有得到充分利用。据此论文基于北方农村地区现有的供暖方式及存在的问题,依靠丰富的太阳能资源和生物质资源,提出使用太阳能-生物质能供暖系统用于该地区的清洁供暖。首先,论文基于生命周期评价理论,建立了完整的太阳能-生物质能供暖系统的经济成本、化石能源消耗和温室气体排放的模型;之后以内蒙古中部呼和浩特地区某农宅为供暖对象,利用TRNSYS系统模拟软件建立了太阳能-生物质能供暖系统模型,对系统在供暖季期间的运行情况进行仿真模拟,模拟得出系统运行期间的能耗和供暖效果;然后,在此基础上统计出系统生命周期的经济成本、化石能源消耗和温室气体排放;最后从系统生命周期经济成本、化石能源消耗、温室气体排放的角度,利用Hooke-Jeeves算法对太阳能-生物质能供暖系统的关键设计参数太阳能集热器面积、蓄热水箱容积、生物质锅炉额定热功率和太阳能集热器倾角进行动态优化匹配。研究结果表明:1、通过对呼和浩特地区典型农宅太阳能-生物质能供暖系统整个供暖季的模拟结果可知,整个供暖季室内温度大部分分布在16℃～22℃,且供暖季的室内温度均高于14℃,满足用户的供暖要求且系统运行效率高。2、呼和浩特地区典型农宅太阳能-生物质能供暖系统生命周期的经济成本为10.41万元,化石能源消耗为223.14GJ,温室气体排放为19.67 t CO2,eq。3、从系统生命周期经济成本、化石能源消耗、温室气体排放的角度,利用Hooke-Jeeves算法对太阳能-生物质能供暖系统的四个关键参数进行动态优化匹配,分析优化结果,得到系统关键参数的设计原则:系统水箱容积与太阳能集热器面积之比为62～101L/m2,太阳能集热器倾角为φ+18°（φ为当地纬度）,生物质锅炉的额定热功率应设置为供暖季瞬时最大热负荷的1.23～1.27倍。生物质锅炉额定热功率、太阳能集热器面积、蓄热水箱容积、太阳能集热器倾角对系统生命周期经济成本、化石能源消耗和温室气体排放的影响依次降低。以上研究结果可为太阳能-生物质能供暖系统在该地区同类型工程的设计选型提供参考。