太阳能集热器的集热量受光照度、环境温度、风速等多种因素的影响，其预测模型很难从预测精度和实时性上同时满足用户需求。本文提出一种实时预测太阳能集热系统集热量的混合建模方法。该方法首先从能量守恒出发，根据热管式太阳能集热系统传热机理推导出集热量的理论模型，并把理论模型中的散热系数、透射率、吸收率等经验参数以及采光面积、散热面积等几何参数集总为模型的未知参数，进而提出混合模型的结构。然后，利用TRNSYS仿真软件搭建太阳能集热器模拟仿真系统，对仿真系统不同的运行工况进行仿真实验，获取用于辨识混合模型未知参数的稳态数据。最后，选用粒子群优化算法（PSO）作为模型参数的辨识方法，利用所获得的稳态数据辨识模型的未知参数。模型预测值与仿真实验结果的比较表明，预测模型简单而精确，能够在各种工况下实时地、高精度地预测太阳能集热器的集热量，其平均相对误差可达到2.02%。该模型在太阳能热泵、太阳能热水器等系统的优化控制领域得以广泛应用。