太阳能平板集热器具有安全性好、易于与建筑相结合的优势,在我国的应用量逐年增长。本文提出一种V型波纹多通道太阳能平板集热器,在其光学模型、热学模型方面进行了分析,并对其光热特性进行了模拟和实验研究,具体包括:(1)提出一种V型波纹多通道太阳能平板集热器,其中的吸热体由铝合金挤压而成并直接形成多个三角形流道,具有加工方便、可靠性高、经济实用的优点,当传热工质入口温度在33.1～69.2oC范围内时,其集热效率在80.8%～42.6%之间。在透明盖板上方设置活动盖板,当集热器“超温”时,打开活动盖板可有效防止集热器过热,其过热保护系数为-3.6;当集热器处于非集热状态时,打开活动盖板可有效降低热损失,其热损失降低率为20.5%～34.1%。(2)由于目前广泛采用的蒙特卡罗光线跟踪法计算结果存在波动性,本文对其影响因素进行分析,包括:随机数生成方式、模型运行次数、光线数、网格数以及随机数生成次数。在此基础上,将蒙特卡罗光线跟踪法与迭代法相结合,并引入参数最小迭代次数和最大迭代次数,提出一种新型光学模拟算法,该算法具有计算结果波动性小、计算精度高、运行时间短且适用性广等优势。(3)对V型波纹多通道太阳能平板集热器建立不同复杂度的动态热性能预测模型(包括准动态测试模型、传递函数模型和动态传热模型),发现模型建立过程越复杂,集热器瞬态热性能预测结果越准确,而长期热性能预测结果间的差异不大。对比得出不同模型在集热器设计、优化、热性能评价等不同热性能分析任务中的适用性,为动态热性能预测模型的选用提供理论依据。(4)搭建V型波纹多通道太阳能平板集热器室外热性能实验系统,对集热器的稳态热性能、动态热性能、过热保护性能和保温性能进行测试。基于实验结果对集热器的热性能进行分析,回归得出动态测试模型系数,并对所建立的传热模型和动态测试模型进行验证。定量分析运行和环境参数对集热器热性能的影响,并与管板式太阳能平板集热器进行对比,结果显示V型波纹多通道太阳能平板集热器的热性能更优;定量分析结构和物性参数对集热器热性能的影响,并应用正交分析和灰色关联分析对其进行优化。最后,以天津地区为例,对集热器的全年运行性能进行模拟分析,为其推广应用提供理论支撑。