改革开放以来,随着经济发展,农村地区生活水平的提高,国家对农村冬季采暖问题关注度日益上升。煤炭作为传统供热能源,由于其品质参差不齐,在直接燃烧过程中燃烧不充分产生大量硫、氮化合物,对环境造成严重危害,而我国煤炭资源丰富,北方农村地区经常采用燃煤取暖,燃烧产生的废气直接排放到大气中,使空气中的粉尘、颗粒物数量急剧增加,成为近些年来雾霾污染频繁出现的主要原因之一。为了改变这种现状,国家推行可再生能源利用政策对北方农村采暖提出新要求,其中,生物质能作为绿色可再生能源具有总量丰富、分布广泛、可持续、污染低等特点,更适合农村地区收集使用,同时,由于我国北方地区太阳能资源较为丰富,使用生物质能作为辅助热源联合太阳能供暖不仅满足供热需求,同时为国家节能减排事业做出积极贡献。本文从建筑气候区的划分和太阳能资源的分布情况出发,参考我国北方新农村的建筑结构,以及当前农村采暖的主要方式和特点,包括生物质固体成型燃料的工艺过程,研究了太阳能—生物质能联合供暖系统在农村的应用。从太阳能集热器分类、太阳能供暖系统分类、负荷计算、太阳能集热效率、连接方式、放置位置、集热面积、循环水泵的选型、水箱容积及安装、辅助热源分类与设计、管路的选择和保温、自动控制系统设计几个方面给实验系统设计提供理论基础。本文在山西省吕梁市离市区归化村的试点农户搭建实验平台,根据系统设计的理论基础,在实地进行系统安装并记录实验数据,历时五个月。系统采用电加热装置和生物质锅炉做对比实验,记录了整个供暖期室内外温度及监测点的情况,对当地太阳辐射强度做出数据记录和分析,同时记录和分析了系统运行过程中太阳能的工作情况及夜间辅助热源的运行情况,对比了电加热和生物质锅炉供暖的实际效果。除了实验分析,本文还提供了系统的效益分析,包括系统年节能量、系统的经济效益与环境效益分析,对太阳能—生物质能联合供暖系统在北方农村地区的应用提供参考依据,对生物质能源在农村的推广使用有一定的指导作用。本文受山西省科技厅科技攻关项目“基于可再生能源的山西省农村供暖系统研究(20140313007-3)”基金的支持,利用可再生能源中太阳能和生物质能的结合技术对北方农村进行供暖研究。