为解决单独中低温地热发电系统效率较低且易受环境温度影响的问题,将太阳能和地热能相结合,提出了太阳能过热工质和太阳能增温地热水两种耦合互补发电方式。本文对太阳能与地热能耦合发电的传热过程进行分析,通过MATLAB软件建立数值模型,研究了太阳辐射强度对槽式太阳能集热器效率和导热油出口温度的影响,为实验研究提供了数据支持。对系统的发电功率和（火用）效率进行逐时模拟计算,研究环境温度对单独地热发电性能的影响,以及环境温度和太阳辐射强度对耦合发电系统性能的综合影响。结果表明:一天之中太阳辐射强度越高集热器效率越大,并逐渐趋于稳定值。对于单独地热系统环境温度每升高5℃,发电功率平均下降0.11k W;对于太阳能过热工质耦合系统,辐射强度每升高500W/m2,发电功率平均增多0.075k W。因太阳能集热系统中的热损失和光学损失,耦合电站比单独地热电站的日平均（火用）效率低6.83%。太阳能的加入可以有效提高地热电站的电力输出。在数值模拟基础上,对原有的500W中低温地热ORC发电实验台优化改造,改造完成的实验台可用于太阳能增温地热水和太阳能过热两种耦合方式发电。对换热器的换热性能、热效率、（火用）效率和温度效率等评价指标进行实验研究,得到了最优运行工况规律。实验中分别模拟不同温度的地热水条件并保持某一温度不变,改变工质流量,对实验中工质在各部件进出口的数据处理分析,发现存在最优工质流量、最优蒸发压力和最优蒸发温度使系统的换热性能及发电性能最优。且工质的蒸汽量和过热器出口的过热度是影响系统发电性能的两个关键因素,系统的最优工况均在过热度低于5℃的范围。在某晴朗天对系统进行全天24h持续发电实验。在地热水温度为110℃条件下,太阳能过热工质耦合系统的发电功率比单独地热系统高出132.86W,热效率比单独地热系统高出0.93%;太阳能增温地热水耦合系统的发电功率比单独地热系统高出72.85W,热效率比单独地热发电系统高0.63%。总的来说太阳能过热工质比增温地热水效率更好,但太阳能增温地热水具有更高的稳定性。模拟结果和实验结果的相对误差在15%以下,验证了数值模拟的结果,模拟方法对实验研究具有一定的指导作用。