随着能源短缺、环境污染形式日益严峻,必须要对现有的能源结构进行调整,探索清洁高效的供能方式。分布式能源系统能够充分利用燃气、太阳能或风能等能源,同时为用户提供冷、热、电负荷,拥有较高的能源利用率和较低的污染物排放率,逐渐成为未来能源发展的重要方向。本文研究以太阳能利用为主,辅以空气源热泵的微型分布式能源系统,旨在为城镇居民供能问题提供一些新的方向与思路。本文主要研究内容如下:（1）介绍目前常见且技术成熟的光伏电池,并对独立供电型与并网型两种工作模式的中小型太阳能光伏发电系统进行对比,肯定了可调度式并网型光伏发电系统的稳定性与高效性。（2）以徐州某社会福利院的单户住宅为研究对象,采用建筑能耗模拟软件DeST进行建筑模型搭建,通过模拟计算得到全年详细的冷、热、电负荷。城市居民住宅建筑负荷绝对值小但波动大,本文根据住宅建筑负荷特点并结合建筑类型,搭建基于太阳能与空气源热泵的微型分布式能源系统。系统采用铜铟镓硒薄膜光伏电池衬底在阳台玻璃,通过可调度式并网型太阳能光伏发电系统给用户提供电负荷,不足电负荷由电网补充;太阳能驱动VM循环热泵提供供暖与制冷负荷,不足负荷由空气源热泵补充;太阳能集热器与VM循环热泵耦合,生活热水负荷由太阳能集热器提供。（3）在微型分布式能源系统应用研究中,本文对太阳能的梯级利用进行了探索。针对城镇供暖季雾霾污染严重的现状,结合系统中的太阳能集热管设计适合居民住宅的太阳能新风系统,充分利用太阳能以降低新风系统所需的电负荷。太阳能新风系统主要由太阳能集热器、蓄热箱以及空气净化系统组成,根据实际使用情况,本文分别进行空气净化系统与新风加热系统两部分实验。在空气净化系统实验中,实验房间空气经蓄水池清洗后,在不通过空气过滤海绵、通过5mm或10mm厚过滤海绵三种情况下,四小时后实验房间PM2.5降幅分别达到60、125、159,相对湿度分别提高了7.7%、4.9%、2.2%。在新风加热系统实验中,采用太阳能蓄热箱加热新风后,实验房间室温始终高于对比房间2℃左右。实验表明,本文所设计的太阳能新风系统具有良好的空气净化效果与新风加热效果。（4）对搭建的微型分布式能源系统进行能耗性、环保性以及经济性分析。在能耗效益方面,得到系统的一次能源利用率为36.38%,与传统能源系统相比,节省标准煤3.98t,一次能源节约率达到90.40%;在环保效益方面,与传统能源系统相比,每年减排CO₂、NO_x以及SO₂分别为10.51t、22.09kg、13.21kg,减排率分别达到91.53%、95.46%、73.54%;在经济效益方面,微型分布式能源系统的初投资比传统能源系统多,但年度化成本低,系统的投资回收期为9.6年,具有经济可行性。