为利用太阳能和生物质能等可再生能源为用户持续稳定地提供冷、热、电等能源，本文遵循“温度对口、能量梯级利用”原则，构建了以自然吸气式内燃机为核心的生物质能与太阳能互补冷热电联产系统，研究了系统中太阳能恒温制气子系统、内燃机发电子系统和溴化锂吸收制冷子系统的性能，并分析了甲烷体积分数、环境温度等参数对系统性能的影响。主要研究内容与结果如下：　　（1）建立了太阳能恒温制气单元试验台，试验研究了一年内太阳能恒温制气单元产气性能，重点分析了冬夏两个季节的产气性能，结果表明，该单元可全年稳定生产沼气，具有较好的抗环境干扰能力。基于此，设计了106.7kW太阳能集热器加热的392.5m3恒温厌氧发酵装置，该装置采用37℃中温发酵，稳定运行后平均日产沼气453 m3，沼气净化提纯后，可得到甲烷体积分数为96％以上的生物燃气。　　（2）对内燃机发电单元和双效溴化锂吸收制冷单元的主要过程分别建立了数学模型。使用AVL BOOST软件对潍柴D226B燃气内燃机建立了仿真模型，额定工况下模拟结果与厂家提供的技术手册数据最大误差2.18%，验证了模拟方法的正确性；额定工况下，内燃机发电功率为36.15kW，排烟温度为659.65℃，排烟流量为192.09m3/h；缸套水的热量通过水水换热器来供暖，总供热负荷为33.74kW；高温排烟驱动后置溴化锂吸收式制冷机，制冷量为27.48kW。使用ASPEN Plus软件对双效溴化锂吸收制冷单元部分进行数值模拟和理论分析，与理论分析结果相比，吸收式制冷机的模拟结果的COP、制冷量、高压发生器负荷最大误差3.42%、3.67%和0.98%。　　（3）在对子系统研究的基础上，分析了甲烷体积分数、环境温度等参数对整体系统性能的影响。甲烷体积分数对系统输出功率影响很大，60%甲烷体积分数的6.3kW制冷量比100%时的27.48kW整整降低了77.1%；对内燃机有效功率输出影响相对比较平稳，甲烷体积分数每降低10%，有效输出功率平均减少4.27kW。　　（4）对系统作了热力学和经济性能评价。热力学评价主要是从能源利用率和沼气节约率方面分析，通过计算得到三联产系统的能源利用率为78.70%，沼气节约率为33.94%。经济性评价主要从技术经济性和热经济性两方面进行分析。技术经济性分析使用的是静态投资回收期法，通过计算得，系统的静态投资回收期为6.5年。而对于热经济性分析主要是分析系统的节能和环境效益。　　本文的创新点：　　揭示了以自然吸气式内燃机为核心的生物质能与太阳能互补冷热电联产系统的能量传递与转换特性。生物质能与太阳能互补的村镇级冷热电三联产系统，能够高效循环利用太阳能和农村有机废弃物资源，持续稳定地为用户提供冷、热、电、气的供应。系统的能源利用率高、成本低、污染小，具有较好的经济、环境和社会效益。