Ilkka Jokinen · Matti Lehtonen · Janne Hirvonen · Juha Jokisalo 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 全球范围内，能源行业是二氧化碳（CO2）排放的主要来源。本研究探讨了在一个国家能源系统中，通过部门耦合实现电气化所能达到的CO2减排效果。分析涵盖了区域供热生产、客运车辆交通和建筑存量的电气化，同时提高了风能、太阳能光伏发电和核能在发电中的比重。通过增加无碳排放的电力生产以及电气化能源部门之间的部门耦合，实现了显著的减排成果，在多种情景下均达到了设定的95%减排目标，即1.77百万吨（Mt）CO2。该目标在有无扩大核能装机容量的情景下均可实现，但若不扩大核能容量，则年成本将高出6.1亿欧元...

解读: 该研究验证了多能源耦合脱碳路径,与阳光电源ST储能系统、SG光伏逆变器及充电桩产品线高度契合。研究指出需14-41%峰值负荷的可调度备用容量及6-28%弃电消纳,这正是PowerTitan储能系统的核心应用场景。区域供热储能优化结论可启发我司开发热电联储解决方案。建议基于iSolarCloud平台整...

Yu Meng · Johannes Schmidt · Jakob Zscheischler · Emanuele Bevacqu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 在互联的欧洲电力系统中，可再生电力干旱（REDs）——即可再生能源无法满足需求的时期——可能由天气驱动的高需求与风能、太阳能和/或径流式水电低发电量之间的复合效应引发，特别是当多个区域同时发生REDs并相互叠加时。然而，目前对这类复合效应以及REDs历史趋势的理解仍然有限。本研究利用基于PyPSA-Eur框架推导出的1941年至2023年的周度电力发电与需求数据，分析REDs，重点关注受REDs影响最严重的季节，并假设采用当前固定的装机容量以隔离纯气候驱动的影响。在由高度互联的小型区域组成...

解读: 该研究揭示欧洲可再生能源电力短缺(REDs)的复合效应,对阳光电源储能系统具有重要价值。研究表明风电-需求相关性和跨区域负荷关联使RED风险增加40%,验证了PowerTitan等大规模储能系统在应对多日能量缺口的必要性。ST系列PCS可通过GFM控制技术提供惯量支撑,平抑风光出力波动。iSolar...

Hayder I.Mohammed · Farhan Lafta Rashid · Hussein Togun · Ephraim Bonah Agyekumde 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 随着对清洁能源需求的不断增长以及传统热力系统的局限性日益凸显，亟需整合先进技术以提升热能系统的效率、适应性和可持续性。本文综述了近年来纳米技术和人工智能在太阳能集热器、换热器及潜热储能装置等热能系统优化中的应用进展。研究表明，纳米技术（特别是采用纳米增强型相变材料以及Al₂O₃和CuO等纳米流体）可使热导率提高达28.8%，显著加快能量吸收与储存速率。与此同时，人工智能算法（尤其是人工神经网络和粒子群优化算法）能够实现预测建模、实时系统控制和故障检测，在复杂运行条件下部分模型的预测准确率超...

解读: 该纳米技术与AI优化热管理研究对阳光电源储能系统具有重要价值。纳米流体可提升ST系列PCS及PowerTitan液冷系统散热效率达28%,延长功率器件寿命。AI预测算法可集成至iSolarCloud平台,实现储能柜温度预测性维护和故障诊断,准确率超97%。纳米相变材料可优化集装箱式储能热管理,降低H...

Luning Suna · Zehuan Hua · Mitsufusa Nitt · Shimpei Ohsugi 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 在高性能住宅建筑中，通常采用单台设备集中供冷供热的方式以在低负荷条件下提高能源效率。然而，该策略在冬季常导致频繁化霜，降低热舒适性并增加用电量。尽管强化学习在建筑能源控制方面展现出良好前景，尤其是在将天气和电价预测纳入状态变量时，但其性能在预测存在误差的情况下往往显著下降。为解决这一问题，本研究提出一种贝叶斯鲁棒强化学习方法，用于空调与电池系统的联合控制。该方法集成了一种基于物理机制的化霜评估模块，用于动态估算结霜条件下的供暖性能。在训练过程中，引入基于先验知识构建的结构化扰动以模拟真实的...

解读: 该贝叶斯鲁棒强化学习技术对阳光电源户用储能系统(如ST系列PCS)与空调协同控制具有重要应用价值。研究通过物理驱动的除霜评估模块和KL散度正则化,在预测误差下仍可降低8.2%电费,验证了算法鲁棒性。可启发iSolarCloud平台集成该算法,实现储能系统与家用空调的智能联动:利用建筑热惯性预判除霜风...

Longwen Changab1 · Zening Liab · Xingtao Tianc · Jia Suc 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 为降低南极无人观测站（UOS）运行过程中的碳排放，本文提出了一种融合虚拟储能（VES）与氢气废热回收（HWHR）的两阶段分布鲁棒低碳运行方法。首先，针对具有复合围护结构的UOS，构建了包含风能、太阳能、氢能及电池储能的多能互补模型；该模型考虑了风力机结冰与光伏组件积雪覆盖的影响，并引入了氢能源系统与热泵（HPs）之间的电热耦合关系。其次，基于不精确狄利克雷模型（IDM）构建模糊集，建立了在特定置信水平下刻画南极地区风电与光伏发电（WP）出力以及室外温度不确定性的不确定性集合。进一步地，提出...

解读: 该南极无人站低碳运行技术对阳光电源极端环境能源解决方案具有重要价值。研究中的风光氢储多能互补架构可直接应用于ST系列储能变流器与SG光伏逆变器的协同控制策略,特别是光伏积雪、风机结冰等极端工况建模为1500V系统在高寒地区的MPPT优化提供参考。两阶段分布鲁棒优化方法可集成至iSolarCloud平...

Julien Ancousture · Pierre Leglize · Ya Brigitte Asso · Emile Benizri · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397

工业废弃地土壤常受到痕量金属污染，可通过农业采矿技术利用超积累植物修复此类区域，这些植物能够在其地上部分富集金属。然而，该过程在短期内见效缓慢，难以实现盈利。安装光伏（PV）组件可在生物修复期间提高经济效益。因此，本研究旨在确定2023年7月至11月建立的试验场地中，电力生产与超积累植物生长之间的最佳权衡关系。试验场地设置了不透明单晶硅和双面半透明光伏组件，在其下方放置了超积累植物遏蓝菜（Noccaea caerulescens, Nc）的栽培托盘，同时设置未受光伏组件遮荫影响、直接暴露于阳光下...

解读: 该研究揭示光伏组件与植物覆盖的协同效应,对阳光电源SG系列逆变器和智能运维具有重要价值。研究发现植物蒸腾作用可降低组件温度18%并提升发电效率,这为我司1500V系统的热管理优化提供新思路。建议在iSolarCloud平台集成环境因子监测模块,通过MPPT算法动态补偿植被遮挡影响;同时可拓展工商业光...

Hyuk Leea · Yun-Ho Seoa · Pyung-Sik Mab · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

摘要 锂离子电池（LIBs）因其高效率和紧凑的设计，在储能系统和电动汽车等现代技术中具有关键作用。然而，由于过热引发的热失控（TR）风险，特别是在缺乏有效早期安全预警的情况下，严重限制了其更广泛的应用。本研究通过将超声诊断与常规参数（如力、电压和温度）相结合，系统地研究了在不同加热功率下锂离子电池中热失控的发展过程。基于电池内部周期性多层结构的Floquet-Bloch分析，我们采用了覆盖近2 MHz高频色散区域的宽频带超声波，从而显著增强了对热失控初期阶段电池内部微结构变化的敏感性。特别是，该...

解读: 该超声波热失控早期预警技术对阳光电源储能系统安全性提升具有重要价值。可集成至PowerTitan及ST系列PCS的电池管理系统中,在传统温度、电压监测基础上,通过2MHz超声波检测电池内部微结构变化,实现排气前282-953秒、热失控前377-851秒的提前预警,显著优于膨胀力监测。该技术可与iSo...

A.Carro · C.Ortiz · S.Unger · A.Stoikosd 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395

电热能储存是促进可再生能源高比例渗透的一项有前景的技术。近年来，已提出将这种储能系统与地质CO2封存相结合的方案。该系统由跨临界CO2循环构成的可逆热泵组成，并在两个温度水平上配备热能储存装置，从而实现地质CO2封存与可再生电能储存/发电的同时运行。本研究聚焦于高温和低温热能储存过程的分析。高温侧采用阶梯式加热方式，能够更好地匹配超临界与亚临界条件下CO2以及储热流体的温度分布特性。不同温度等级的热能储存可提高涡轮机入口温度，从而提升发电循环效率，并拓展区域供热或生活热水等供热应用。考虑配置四个...

解读: 该CO2电热储能系统对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要参考价值。其多温度级热储能技术可启发我们优化储能系统热管理策略,通过分级温控提升系统往返效率。文中58.7%的系统效率和-30°C至150°C的宽温度运行范围,为我们开发极端环境适应性储能产品提供思路。跨临界CO2...

Giovanna Pallott · Elisa Marrasso · Chiara Martone · Nicola Luciano 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.394

摘要 科学研究已证明含水层储能（Aquifer Thermal Energy Storage, ATES）在以供暖需求为主的国家具有巨大潜力。然而，ATES同样有望在支持南欧城市脱碳方面发挥重要作用，为建筑提供可持续的供热与供冷服务。本文提出了一种针对两种不同电动热泵系统在罗马（意大利中部）小型区域供热与供冷网络中应用的对比性环境影响评估方法。传统系统采用空气源热泵，而所提出的方案则采用水-水热泵耦合含水层储能（ATES）的技术。基于动态模拟结果，本研究开展了一项时间依赖型环境分析，考虑了电力系...

解读: 该ATES地热储能技术为阳光电源储能系统拓展季节性储能应用提供重要参考。可结合ST系列PCS与PowerTitan储能系统,开发冷热电三联供解决方案:利用热泵技术实现地下含水层冷热储存,配合光伏发电与电储能系统形成多能互补架构。研究显示的22%碳排放降低潜力,验证了储能系统在建筑供冷供热领域的减碳价...

Alessandro Giampier · Taylor Ittn · Janie Ling-Chi · A. P. Roskilly · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

摘要 利用除湿溶液进行热量回收、输送与利用，为传统的区域供热与供冷网络提供了一种替代方案，能够在单一的多功能系统中同时实现供热、供冷、湿度控制和干燥功能。除湿溶液适用于多种工业、住宅和商业应用场景，并可有效利用来自工业过程的低温余热以及低温可再生能源。本文对通过管道和移动式热能储存（M-TES）应用于区域能源网络的液体除湿系统进行了技术经济评估。研究采用氯化钙（CaCl₂）、氯化锂（LiCl）和甲酸钾（HCO₂K）的水溶液，评估了这些溶液在高效连接热源与需要湿度控制、除湿或干燥的终端用户方面的潜...

解读: 该液态干燥剂储热技术为阳光电源储能系统拓展了新应用场景。ST系列PCS可与干燥剂热泵系统耦合,实现工业余热回收与电化学储能的协同优化。特别适用于需要温湿度控制的数据中心、泳池等场景,PowerTitan储能系统可通过智能调度算法,结合移动式热储能(M-TES)实现长距离能量传输。该技术与iSolar...

Zeyuan Wang · Xinlei Zhou · Fenghao Wang · Xinyi Sh 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

摘要 与传统的深孔地源热泵（DB-GSHP）系统相比，将潜热储能（LHTES）和钻孔被动加热集成到DB-GSHP系统中，在实现节能和提高需求灵活性方面具有更大的潜力。本研究提出了一种针对集成LHTES和被动加热的混合式DB-GSHP系统的自适应模型预测最优控制策略。该最优控制问题通过自适应性能模型、分位数回归、在线辨识和遗传算法（GA）进行求解，以确定混合系统的最优控制参数。为预测系统能耗性能，本文提出了针对深孔换热器（DBHE）、LHTES储罐和热泵的新型自适应模型，并采用带自适应遗忘因子的递...

解读: 该自适应模型预测控制技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要借鉴价值。研究中的在线参数辨识、遗传算法优化和分位数回归降维方法,可应用于PowerTitan储能系统的多能源协调控制,实现光储热一体化场景下的成本优化。特别是自适应遗忘因子递推最小二乘算法,可集成到iSolarCloud平台的预测性维护模块...

Alicia López-Ceballo · Carlos Del Canizo Nadal · Ignacio Anton · Alejandro Datas · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

摘要 光伏发电与锂离子（Li-ion）电池及热泵相结合，是实现建筑能源消耗完全脱碳的一种有前景的解决方案。然而，锂离子电池单位储能容量的高资本成本通常导致系统储能容量相对较小，从而造成较低的自用电比例。具备发电能力的热储能装置，例如电-热-电储能系统（PHPS），利用热能储存显著更低的成本来增加系统的整体储能容量。此外，PHPS系统在能量转换过程中会产生热能作为副产品，可直接用于建筑物内部以满足其供热需求。本研究旨在评估将PHPS系统与热泵和锂离子电池集成的经济可行性。基于全电气化建筑的 tec...

解读: 该混合储能技术对阳光电源ST系列储能变流器与SG光伏逆变器协同优化具有重要价值。研究验证了锂电池配合热储能系统可降低7%能源成本并提升20%光伏自消纳率,印证了阳光电源PowerTitan液冷储能系统与热泵集成的技术路线。建议在iSolarCloud平台开发锂电-热储能联合调度算法,利用锂电池高功率...

Francesco Calis · Francesco Liberato Cappiello · L.Cimmin · F.P.Cuom 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389

摘要 本研究提出了一种新型的第五代区域供热和供冷网络布局，该布局集成了基于相变材料的热能储存系统。所提出的布局包含两个中性环路、热泵以及一个光伏太阳能场，其运行基于一种有效的电转热策略。该系统为位于马德里附近莱加内斯的一个大型购物中心提供能源。其中一个主要创新点在于采用了一种混合储能策略：首先将多余的可再生电力用于充电锂离子电池系统；随后，进一步多余的可再生电力被供给热泵，通过所开发的电转热策略产生适合储存于基于相变材料的新型热储能系统中的热能或冷能。这种混合策略能够最大化可再生电力的自发自用率...

解读: 该5GDHC系统结合相变储能的混合策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要参考价值。研究中88%可再生能源自消纳率验证了'电-热'协同策略的有效性,可应用于我司PCS与热泵联合调度场景。相变储能与锂电混合配置思路可启发我司开发多时间尺度储能解决方案,通过iSolarClou...

Fabian Wüllhorst · Sebastian Schwarz · Nico Fuchs · Laura Maier 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 本文探讨了低碳技术（如热泵、电动汽车、光伏装置和电池储能系统）在住宅领域日益广泛的应用对现有低压电网运行所带来的挑战。研究重点是采用空气源热泵实现建筑供暖系统的电气化，这在寒冷天气期间可能显著增加电力峰值负荷。为减轻电网加强的需求，本研究分析并讨论了两种关键策略：通过建筑围护结构改造以降低热负荷，以及采用配备化石燃料备用加热器的混合热泵以减少电力负荷。在此背景下，本文全面研究了在不同低碳技术渗透情景下，提高建筑围护结构改造率和混合热泵占比如何缓解典型德国郊区低压电网中电网加强的需求。作者将...

解读: 该研究揭示低压配电网在热泵、光伏、储能协同场景下的负荷特性,对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要价值。混合热泵削峰策略与我司储能系统形成互补:建筑改造降低热负荷,储能系统平抑光伏波动并承担电气削峰。建议在iSolarCloud平台集成建筑热负荷预测模型,结合GFM控制技术优...

Lingfeng Tang · Haipeng Xi · Yongguan Wang · Zhanbo Xu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 商业建筑中的供暖、通风与空调（HVAC）系统可作为灵活性资源，促进可再生能源在电力系统中的集成。然而，冷水机组复杂的运行特性以及水循环与空气循环耦合下的多区域热动态特性导致HVAC系统控制模型复杂度高，限制了其运行灵活性的充分挖掘。为解决该问题，本文提出一种融合物理感知深度学习的模型预测控制（MPC）方法，以实现面向需求响应的深度灵活商业建筑HVAC系统控制。首先，采用具有高逼近能力的深度学习模型捕捉冷水机组的运行特性，并结合物理约束模块以保证运行约束的满足；多区域热动态则利用基于先验建筑...

解读: 该物理感知深度学习MPC技术对阳光电源工商业储能系统具有重要应用价值。论文中HVAC柔性调控思路可迁移至ST系列PCS的需求响应场景:利用深度学习建模复杂负荷特性,结合物理约束保证设备安全运行;图卷积网络建模多区域热动态的方法,可借鉴用于PowerTitan多簇电池热管理协同优化;混合整数线性化嵌入...

Hyun Ho Shina1 · Changho Hana1 · Yeonsook Heo · Hoseong Lee 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 地表水源热泵（SWHPs）是实现大型办公建筑可持续供热与制冷的有前景解决方案。然而，关于采用离心式压缩机并结合热能存储（TES）的SWHPs在部分负荷条件下的性能研究仍较为匮乏。本研究提出了一种针对配备离心式压缩机和热能存储系统的SWHPs的最优运行策略，旨在通过优化大型办公建筑中的部分负荷运行来提高能源效率并降低运行成本。通过动态仿真分析了多种运行工况，考虑了建筑负荷率、水温以及最大部分负荷率（PLR）等因素。本文提出了一种新颖的部分负荷率限制策略（TPSC），相较于满负荷运行策略（TF...

解读: 该研究的部分负荷优化策略与阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统高度契合。论文提出的多目标遗传算法优化方法可借鉴至储能系统充放电策略,通过神经网络预测负荷曲线,优化PCS功率调度。研究实现80.4%夜间用电占比及16.8%成本削减,验证了储能削峰填谷价值。可结合iSolarCloud平...

Mohammadamin Ahmadfar · Ehsan Baniasadi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.387

摘要 地下热能储存井（BTES）系统正成为一种极具前景的技术，可用于储存间歇性的可再生热能资源。BTES系统利用地下作为热储层，在能源过剩时将热量储存，并在需要时提取使用。这种机制使系统能够应对可再生能源供应与建筑供暖和制冷需求之间不匹配的挑战。该技术不仅提高了可再生能源系统的效率，还有助于减少温室气体排放以及对化石燃料的依赖。本研究在BTES领域引入了一种新颖的文献分析方法，结合使用文献计量学与定性分析工具，包括SciMAT、VOSviewer和NVivo，为传统的手工综述方法提供了一种系统化...

解读: 钻孔热储能(BTES)技术为阳光电源储能系统拓展季节性储能应用提供新思路。可结合ST系列PCS与PowerTitan储能系统,构建电-热耦合储能方案:利用光伏发电余量通过热泵驱动地下热储存,在供暖季回收利用。iSolarCloud平台可集成地温监测与负荷预测算法,优化充放热策略。该技术与电化学储能互...

Philipp Mascherbauer · Miguel Martínez · Carlos Mateo Domingo · Songmin Yu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.387

摘要 家庭供暖系统的电气化将导致电力需求增加，从而需要对电网基础设施进行额外投资。这一过程与其他技术的交互作用，包括光伏（PV）、电池、电动汽车（EV）以及家庭能源管理系统（HEMS），进一步加剧了情况的复杂性。在本研究中，我们分析了以下问题：采用家庭能源管理系统进行能源消费、生产与管理的产消型家庭（prosumaging households），将如何影响未来电力配电网扩容所需的投资成本？我们针对两个城市区域——西班牙的穆尔西亚（Murcia）和荷兰的吕伐登（Leeuwarden）——开展了案...

解读: 该研究揭示电气化采暖与产消者行为对配电网的深层影响,对阳光电源具有重要战略价值。ST系列储能变流器和PowerTitan系统可通过削峰填谷降低配电网改造成本,SG系列逆变器需强化与热泵、电动汽车的协同优化能力。研究证实即使在总需求下降场景下配电网仍需投资,这凸显iSolarCloud平台智能能源管理...

Shomik Verm · Kyle Buznitsk · Asegun S. Henry · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384

摘要 热光伏（TPV）是一种将热能转化为电能的新兴有前景的技术。其性能主要由两个指标来表征：效率和功率密度。尽管近期的研究已实现了较高的效率，但随着该技术商业化进程的推进，理解这两个指标如何共同影响TPV系统的技术经济性显得尤为重要。在本研究中，我们首次将效率和功率密度统一为一个基于平准化度电成本（LCOE）的综合技术经济指标。我们发现，LCOE可分解为两部分：供热成本，包括为TPV电池提供热能所需的基础设施和投入；以及电池成本，即TPV电池的资本支出。我们指出，在供热成本较高的系统中，应优先提...

解读: 该热光伏(TPV)技术经济性分析对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究揭示的效率与功率密度权衡原则可应用于ST系列PCS和PowerTitan储能方案的成本优化:高基础设施成本场景应优先提升转换效率,高设备成本场景则应提升功率密度。其光谱控制、背反射率优化等方法可启发SG系列光伏逆变器的MPPT算...

Bence Szi · Martin János Mayer · Viktor Jozs · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384

摘要 为了避免电解液发生热致沉淀，钒氧化还原液流电池的电解液温度应维持在5–40 °C之间。因此，必须配备在线热管理系统，而这会影响电池的效率。本文进行了详细的热分析，考虑了集装箱结构、内部热辐射、全球辐照度以及系统与环境之间的热交换关系，并在全球八个不同气候条件的气象站开展了研究。为满足安全运行阈值要求，采用了一种混合式热管理系统以最小化加热和冷却的能量消耗，该系统包括控制风门、冷却风扇、空调设备以及电解液的加热与冷却回路。仿真分别在一年中最冷和最热的连续10天内进行，以确定所需的保温层厚度以...

解读: 该钒液流电池热管理研究对阳光电源PowerTitan储能系统具有重要参考价值。文章提出的混合热管理策略(风冷+空调+电解液温控)可应用于ST系列PCS的温控优化,特别是极端气候下的能效管理。研究显示热管理系统在极热条件下消耗达11%输入功率,这为阳光电源储能系统在全球不同气候区的部署提供了热设计依据...