Xiaoyang Liua · Zheyuan Liua · Na Weia · Ke Han Lib 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

氢气因其高能量密度、环境友好性以及广泛的制取途径，在未来能源结构中占据重要地位。然而，目前尚未找到最优的氢气储存与运输方法。基于水合物的氢气储存技术由于具有安全、无污染和易于释放等优点，已受到广泛关注。分子动力学（MD）模拟是探究其内在机理的重要手段。基于MD模拟技术，我们能够在分子水平上监测水合物成核与生长的过程。本文从微观角度系统综述了现有关于氢气水合物形成的各项研究。首先探讨了氢气水合物的微观结构、基本性质及相平衡特性；随后，总结了纯氢体系及氢气-添加剂二元体系中的研究进展。此外，阐述了影...

解读: 该氢水合物储能技术研究为阳光电源储能系统提供了前瞻性技术储备参考。氢储能作为长时储能方案,可与公司PowerTitan储能系统形成互补:电化学储能解决短周期调峰,氢储能应对季节性能量转移。分子动力学模拟揭示的成核生长机制、储氢密度优化等微观机理,可启发公司在储能系统热管理、相变材料应用及多能耦合控制...

Thore Pruss · Karsten Mülle · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395

随着向可再生能源的转型，对高效、长期储能解决方案的需求日益增加。本研究评估了一种可逆式双极膜燃料电池——一种能够在燃料电池模式和电解槽模式下运行的集成化系统——其中平衡部件（Balance of Plant, BOP）的可靠性和安全性。采用故障树分析法识别潜在故障及其发生概率，并利用失效模式与影响分析法评估故障后果并提出相应的缓解策略。结果表明，在燃料电池模式下，系统的平均无故障时间（MTTF）为1700小时，而在电解槽模式下略低，为1540小时。氢气压缩机被识别为最易发生故障的部件，主要归因于...

解读: 该可逆燃料电池BOP可靠性研究对阳光电源储能系统具有重要借鉴意义。研究揭示氢压缩机为最易失效部件(MTTF仅1540-1700h),冗余设计增益有限(仅8%)且可能因复杂度增加反向作用,这为ST系列PCS及PowerTitan储能系统的冗余配置策略提供参考。FMEA强调应优先维护保护膜电极组件的关键...

Shin’ya Obar · Riku Murofushi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395

摘要 本研究提出了一种以大容量海上风力涡轮机为核心的区域性城市能源本地化系统，并明确了高成本储能设备对该系统的影响。通过采用贴现现金流（DCF）方法计算投资回收期，评估了所提系统的经济性。该系统由发电单元（包括海上风电及其他可再生能源）、储能单元（配备蓄电池或氢储能系统）、输电单元、配电单元以及能源需求单元组成。目前正在建设一个电力输送网络（北海道南部海上风电输送网络：SHOT），旨在将规划建设的北海道南部海上风电项目（1720 MW）和户井陆上风电项目（160 MW）所产生的电力输送至函馆市（...

解读: 该海上风电区域能源本地化系统研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。研究证实氢储能系统因可配置小容量电解槽和燃料电池,投资回收期比液流电池短2-4年,启示阳光电源可优化储能系统架构,开发模块化分级配置方案,降低初始投资。研究指出设备定期更换占总支出13-25%,验...

Robert Förster · Niklas Eiser · Matthias Kaiser · Hans Ulrich Buhl · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 为缓解气候变化日益严重的不利影响，政策制定者积极推动以可再生氢替代化石能源。然而，考虑到市场供应、采购成本以及为生产可再生氢而获取可再生电力所面临的严格监管要求，欧盟（EU）的电解制氢运营商正面临重大挑战。通过购电协议（PPA）接入可再生能源并结合电池储能系统（BESS），对并网型能源灵活运行的可再生氢电解系统进行智能化设计与运行，可能是克服这些挑战的关键。为拓展现有研究文献，本文评估了在符合欧盟监管框架的前提下，PPA采购策略与BESS配置对可再生氢平准化成本（LCOH）的相互影响。基于...

解读: 该研究验证了储能系统在可再生能源制氢中的经济价值,与阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能方案高度契合。通过BESS平抑风光PPA电价波动、降低绿氢LCOH的结论,为我司储能系统在电解制氢场景提供应用依据。研究提出的BESS容量优化方法可指导ST系列产品配置策略,梯次电池应用分析为储能系统...

Keshia Saradima Indriadiab1 · Yankun Duc1 · Qian Hecd · Ning Yanab · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 氨（NH₃）因其高能量密度、易于液化以及在大规模合成、运输和储存方面已有的技术积累，被认为是极具前景的绿色能源载体之一。然而，要有效利用氨作为能源，许多下游过程仍需进一步发展。本综述重点讨论了两个关键催化过程所面临的主要障碍与挑战，即氨分解和催化氨燃烧。在第一部分中，我们探讨了在不同应用场景下通过氨分解获得高纯度、高压氢气所面临的技术难题。随后，我们分析了氨分解与催化氨燃烧在将氨直接用作燃烧燃料的过程中可能发挥的作用。深入理解并进一步优化这些催化过程，对于推动氨经济的发展至关重要，有助于构...

解读: 该氨能催化技术研究对阳光电源储能系统具有前瞻价值。氨作为高密度能量载体,其分解制氢及催化燃烧技术可与ST系列PCS及PowerTitan储能系统形成互补方案。氨储能可解决长时储能难题,通过氨-氢转换为储能系统提供稳定氢源,配合燃料电池实现季节性能量管理。建议关注氨制氢电力调节技术,探索氨储能与电化学...

Tianguang Luab · Xinning Yiac · Jing Lid · Shaocong Wua · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 传统的氢能源供应链（HSC）规划大多集中于生产端与消费端之间的储存与运输环节，忽视了各环节之间能量流及其相互作用，因而不适用于能源系统层面的规划分析。为此，本文在HSC基础上提出了氢能源链（HEC）的概念，强调氢能在生产、压缩、储存、运输和应用等环节中不同类型能量流之间的相互作用。HEC在平抑可再生能源波动性以及促进异质能源在时空维度上的优化配置方面发挥着关键作用。考虑HEC因素的有效协同规划模型对于多能系统（MESs）的最优配置至关重要，能够保障系统的高效运行以及经济性和环境友好性。本文...

解读: 该氢能链多能系统协同规划研究对阳光电源储能及新能源业务具有重要价值。氢能链可有效平抑可再生能源波动,与公司ST系列储能变流器、PowerTitan储能系统形成互补协同。在制氢环节,SG系列光伏逆变器可提供清洁电力;在应用端,充电桩业务可与氢能基础设施协同布局。建议将氢储能纳入iSolarCloud平...

Jingze Yanga · Binbin Fua · Jiaqi Penga · Guibin Wangb 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 在高比例可再生能源发电系统中，电力供需之间的跨季节失配问题日益突出。仅依赖成熟的储能技术（如电化学储能和热储能）难以有效应对这一挑战。本文利用盐穴实现大规模氢储能，并与电池储能和热储能形成互补，从而实现风光电力系统在多时间尺度上的功率调节。通过以平准化度电成本（LCOE）、电力供应缺失概率（LPSP）和弃电总量为优化目标的多目标优化，获得系统的最优配置及容量参数，并将综合性能与不含氢储能装置的系统以及采用氢气罐储氢的系统进行对比。结果表明，在供电可靠性极高的条件下，引入低成本、大规模的盐穴...

解读: 该研究对阳光电源储能系统架构具有重要启示。盐穴制氢储能可与ST系列PCS和PowerTitan电池储能形成多时间尺度互补调节,解决跨季节供需失配难题。在极高供电可靠性场景下,集成大规模氢储能可显著降低发电和储能装置容量配置,LCOE降低0.055美元/kWh,弃电减少76%。建议阳光电源在光储氢一体...

Hao Wang · Weiding Wang · Chuanjie Lin · Yongquan Lai 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

摘要 光伏驱动的电解系统是实现大规模可再生能源储存的一种有前景的方法，其中直连式系统在降低系统复杂性和成本方面具有显著优势。然而，由于结构设计和流量控制策略的次优选择，这类系统中的光伏（PV）模块与电解（EC）模块之间可能存在失配问题，从而显著降低氢气生产性能。尽管数值模拟有望解决上述问题，但现有的低维模型通常基于空间均匀性的假设，过于简化，难以充分捕捉此类复杂系统中光学、热学、电学以及气液流动现象之间的 intricate 耦合机制。本研究针对直连式系统提出了一种新型三维光-电-热模型，该模型...

解读: 该3D光电热耦合模型对阳光电源光伏制氢系统开发具有重要价值。研究揭示的PV-EC直连架构优化方法可指导SG系列逆变器与电解设备的功率匹配设计,其宽范围流量控制策略可简化系统控制复杂度。PV/T热集成方案与阳光电源储能系统的热管理技术协同,可提升太阳能制氢效率(STH)。建议将多物理场耦合仿真能力融入...

Przemysław Ogarek · Agnieszka St · Daniel Slys · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

摘要 随着能源需求不断增长，以及迫切需要减少对高排放和进口化石燃料的依赖，无排放能源来源的重要性日益凸显，包括混合可再生能源系统（HRES），使其成为未来能源战略的关键组成部分。本研究针对波兰一座学术建筑，提出了最优的自主型HRES方案，并基于实际的能源需求与发电数据进行选型。该建筑位于城市中人流量最大的区域之一，每日有数千人在此活动，是学术生活的重要枢纽。确保该建筑的能源独立性对于保障安全、维持关键服务的连续性，以及保护当地社区免受意外能源供应中断的影响至关重要。通过使用HOMER Pro软件...

解读: 该混合光储氢系统研究对阳光电源ST系列储能变流器与SG光伏逆变器协同应用具有重要参考价值。研究验证了PV+储能+氢能在城市建筑能源独立场景的技术可行性,LCOE为1.00欧元/kWh。阳光电源可基于PowerTitan储能系统与1500V光伏方案,结合iSolarCloud平台智能调度,优化长短周期...

Weichao Dong · Hexu Sun · Zheng Li · Huifang Yang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

摘要 氢能可有效缓解能源短缺并减少环境污染。本文首次设计了一个完整的风能与光伏（PV）互补制氢系统，包括高效的发电系统模型、精确的预测模型、优良的优化调度策略以及高效的催化剂。该离网型互补发电系统在直流母线上实现。提出了一种混合预测模型，结合长短期记忆网络（LSTM）、分位数回归（QR）和正则藤copula方法。LSTM与QR相结合可获得边缘概率密度函数（PDF）。利用正则藤copula建立风能与光伏能源之间的相关性，并将边缘PDF与其相关性结构结合，实现对风能和光伏出力的联合预测。提出一种基于...

解读: 该风光制氢系统对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器具有重要应用价值。文中直流母线离网架构可结合我司1500V系统和三电平拓扑技术,提升功率转换效率。LSTM-DRL多目标优化调度策略可集成至iSolarCloud平台,实现风光出力预测与氢储能协同控制。研究的3.1美元/kg制氢成本为Powe...

Johan Westö · Ray Pörnb · Ashish Dahal · Mats Borgb · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 为减缓气候变化而进行的能源转型依赖于可再生能源。因此，电力系统对灵活性的需求日益增长，以应对风能和太阳能发电的间歇性特征。电力转X再转回电力（P2X2P）工厂可通过在电价较低时将电能转化为氢气（P2X），并在电价较高时再将氢气转化回电能（X2P），从而发挥类似储能装置的作用，提供所需的灵活性。然而，目前尚不清楚这类储能解决方案在当前电力市场中的盈利能力如何，且对此进行评估并非易事。盈利能力取决于储能系统的使用方式、灵活性交易所在的市场以及所使用的燃料类型。本文通过构建一个评估框架，分析规划...

解读: 该P2X2P储能策略研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要参考价值。文章揭示的多市场协同和闲置时段优化问题,可指导我们的储能系统在现货市场、辅助服务市场间灵活切换,通过GFM/GFL控制技术优化充放电策略。结合iSolarCloud平台的预测性维护功能,可实现基于电价波动...

Tushar Kanti Roy · Sajeeb Sah · Amanullah Maung Than Oo · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 本研究探讨了集成光伏（PV）面板、电池、燃料电池（FC）、电解槽（EL）和氢气储罐（HT）的混合能源系统（HES），以满足澳大利亚偏远社区的能源需求。分析了两种系统配置：A型（PV/Batt/FC/EL/HT）和B型（PV/FC/EL/HT），重点关注成本效益、能源可靠性和氢气产量。采用了多种优化技术，包括布谷鸟搜索算法、非支配排序遗传算法II（NSGA-II）、序列二次规划算法（SQPA）、花粉授粉算法、约束粒子群优化（PSO）和和声搜索算法，以确定最优系统配置。当采用NSGA-II进行...

解读: 该混合能源系统研究对阳光电源ST储能系统与SG逆变器协同优化具有重要价值。研究验证了电池储能可降低22%系统成本,与我司PowerTitan方案理念契合;PV倾角优化可降低75%成本的发现,可指导SG逆变器MPPT算法改进;氢储能系统的能量管理策略可借鉴至我司GFM控制技术,提升离网场景下多能互补系...

Jianhong Liu · Zhenyu Tian · Mingwei Sun · Xihan Chen 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

全光谱太阳能利用与固体氧化物电解池（SOECs）的集成技术为高效制氢提供了有前景的解决方案。然而，该技术的发展面临两个主要挑战：其一，太阳能提供的热能与电能供给比例与SOECs运行所需的热电需求比例之间存在不匹配；其二，太阳能输入的波动性与SOECs对温度波动耐受能力有限之间的矛盾。针对上述问题，本研究提出了一种集成热储能模块的SOEC制氢系统。该系统根据波长对太阳能进行分频利用：短波长太阳光通过光伏电池转化为电能，长波长太阳光则在反应器中转化为热能。反应器通过储存和释放多余的太阳能热量来抑制温...

解读: 该全光谱太阳能制氢技术对阳光电源光储融合系统具有重要启示。研究中光伏发电与热能分频利用的思路,可应用于SG系列逆变器与ST储能系统的协同优化:通过PowerTitan储能单元平抑光伏波动,配合iSolarCloud平台实现热电比动态调控。系统夜间利用储能回收余热降低26.6%电网功耗的策略,与阳光电...

Zitong Huang · Katharine Maher · Anthony Robert Kovscek · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 地下氢气储存（UHS）通过应对可再生能源在地理位置依赖性、波动性和预测性方面的固有挑战，为大规模能源储存提供了可行方案。为了将可再生能源的储能能力从吉瓦时（GWh）提升至太瓦时（TWh），有必要对具备大容量且易于进入的潜在场地进行研究。氢气（H₂）在地下环境中可作为氧化还原反应中的还原剂，与矿物和水相组分发生反应。因此，建立气–卤水–矿物三相反应网络的模型，对于理解氢气（H₂(g)）在地下储存过程中的行为至关重要。为满足这一需求，我们使用PHREEQC进行了时间依赖性的批处理模拟，以研究地...

解读: 该地下氢储能研究为阳光电源储能系统提供重要参考。研究揭示石英砂岩储层氢损失率低于1%,验证了大规模TWh级氢储能可行性,可与PowerTitan储能系统形成互补方案。温度和水饱和度敏感性分析对ST系列PCS热管理优化具有指导意义。氢-硫化氢转化机理研究可启发电化学储能安全监测策略,提升iSolarC...

Carlos Eduardo Driemeier · Giovana C.Tonon · Mateus Ferreira Chagas · Gabriel P.Petrielli 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 电解水制氢（e-H₂）正受到全球广泛关注，被视为实现深度脱碳的关键载体。巴西的e-H₂生产具有独特性，因其电力系统具备大陆级规模、高度脱碳（2023年可再生能源占比达93%），并拥有大规模能源储存能力（210 TWh）以及水电水库提供的约50 GW调度灵活性。在此特殊背景下，本研究评估了并网型e-H₂生产的碳强度（通过从摇篮到大门的生命周期评估进行量化）以及保障其碳排放完整性的必要条件。研究收集了太阳能、风能系统及碱性电解槽的生命周期清单数据，提出了太阳能和风能发电碳排放因子的地理空间建模...

解读: 该研究揭示大规模可再生能源电网中电解制氢的碳强度优化路径,对阳光电源ST系列储能变流器与PowerTitan系统具有重要启示。研究证实储能系统可实现电解槽90%容量因子运行而不增加电网碳排放,验证了时序匹配灵活性的价值。这为阳光电源开发风光储氢一体化解决方案提供理论支撑:通过GFM控制技术协调可再生...

Abhishek Pari · Alok Kumar · Palanisamy Muthukumar · Amaresh Dalal 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

氢气作为清洁能源载体，对可持续能源未来至关重要。高效的压缩技术对其有效储存与运输具有关键作用。本研究详细阐述了一种工业级绿色氢气压缩系统的研制过程，该系统采用金属氢化物氢气压缩机（MHHC），并集成可再生热能系统。该系统利用低于100°C的低温热源，可将氢气从初始压力10–20 bar压缩至超过250 bar。在本研究中，共将550 g氢气在反应器内通过三个阶段压缩至300 bar，操作温度范围为5–91.2 °C，因此适用于与太阳能热系统耦合应用。第一级反应器装有25 kg La0.8Ce0....

解读: 该金属氢化物压缩技术为阳光电源绿氢储能系统提供创新方向。可与ST系列储能变流器和SG光伏逆变器耦合,利用<100°C低品位余热实现10-300bar氢压缩,首级效率5%。适配工商业光伏场景:PowerTitan储能系统可提供热管理能量,iSolarCloud平台可优化三级压缩循环控制。该技术可拓展至...

Du Wen · Xinyi Wei · Antonin Bruneau · Aris Maroonian 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

摘要 氨由于其高氢含量、易于运输以及成熟的生产基础设施，被视为一种有前景的氢载体和储能介质。本研究对氨制氢（A2H）和氨发电（A2P）路径进行了全面的技术经济性分析，比较了多种用于氢气生产和发电的工艺配置。高温氨裂解器（600 °C）的最大能效达到87.55%，最大㶲效率达到86.09%，优于低温裂解器（450 °C），后者能效范围为82.16%至86.75%。在氢气分离技术中，变温吸附（TSA）造成的效率惩罚最低，但成本最高；而变压吸附（PSA）虽然能耗更高，但其单位氢气平准化成本（LCOH）...

解读: 该氨氢转换技术为阳光电源储能系统开辟新应用场景。研究显示氨作为氢载体可实现跨区域能源运输,与ST系列PCS和PowerTitan储能系统形成互补:在可再生能源富集区,利用光伏制氢合成氨存储;在用能侧通过氨裂解制氢,结合燃料电池或氢燃气轮机发电。特别是高温裂解-SOFC集成系统效率达69.55%,度电...

Mingyuan Wang · Jinzhi Zhou · Jie Ji · Jian Song 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

摘要 太阳能光伏（PV）驱动质子交换膜（PEM）电解槽用于制氢时，其运行稳定性和能量效率与其工作条件密切相关。然而，由于昼夜和季节变化，太阳辐照度存在大幅波动，这对太阳能光伏-PEM系统不利。为解决上述问题，本文提出一种新型的碲化镉（CdTe）光伏耦合PEM电解槽系统，并配备跟踪装置，以提升光伏输出功率及系统运行稳定性。在MATLAB/Simulink中建立了数值模型，并通过实验数据进行了验证。研究了太阳辐照度、环境温度、PEM电解槽阴极压力和操作温度以及光伏组件旋转角度对系统性能的影响。数值模...

解读: 该CdTe光伏-PEM电解制氢系统研究对阳光电源光储氢一体化方案具有重要参考价值。文中太阳辐照波动导致的系统稳定性问题,可通过我司ST系列储能PCS配合PowerTitan储能系统平抑功率波动,提升电解槽运行稳定性。SG系列光伏逆变器的MPPT优化技术可进一步提升9.45%的STH效率。追踪装置提升...

Zuzanna Bojarsk · Maria Jarząbek Karnas · Agata Godula-Jopek · Sławomir Mandrek 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389

摘要 低温电解槽在各种电化学和工业过程中发挥着关键作用，特别是在可持续能源存储与转换领域。传统上，阳极反应为析氧反应，该过程需要较高的工作电位，并伴随显著的运行成本。本综述探讨了一种通过使用替代燃料来缓解上述挑战的有前景的方法。通过对相关文献的系统性回顾，重点分析了醇类、胺类及生物质衍生物的电解研究进展。本文阐述了将非析氧反应与析氢反应相结合的潜力，以克服传统电解过程中的诸多弊端。通过拓展电化学反应路径，替代性阳极反应有望降低工作电位，从而减少能量输入和整体成本。此外，催化剂的合理设计与选择可有...

解读: 该低温电解制氢技术对阳光电源储能系统具有重要启示价值。通过替代燃料降低电解槽工作电位的思路,可应用于PowerTitan储能系统的能量管理优化,特别是在可再生能源制氢场景中,ST系列PCS可通过精准功率控制降低电解能耗。催化剂优化提升反应动力学的理念,与阳光GaN/SiC功率器件的高效转换技术形成协...

Lingkang Jin · Mose Rossi · Andrea Monforti Ferrario · Francesca Mennilli 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389

摘要 水电解槽的持续运行可避免因运行波动导致的性能退化，从而保持其性能。本研究提出了一种基于混合整数线性规划（MILP）的混合储能系统设计框架，该框架集成了光伏系统、锂离子电池和在恒定额定工况下运行的碱性电解槽。该框架面向能源自给自足的住宅用户，在完全满足电力负荷的同时，通过基于地理信息系统（GIS）的管理模块引入空间分析。该框架应用于意大利背景，采用针对电力负荷为1.5−3.0 kW的住宅终端用户的历史数据进行验证。结果表明，光伏系统装机容量在3.0−4.5 kW之间，锂离子电池容量为6.0−...

解读: 该混合储能系统框架对阳光电源户用光伏储能解决方案具有重要参考价值。研究中6-7kWh锂电池配置与阳光电源ST系列户用储能系统容量匹配,3-4.5kW光伏系统可采用SG系列单相逆变器。恒功率电解制氢模式对储能PCS的恒流输出控制提出新要求,可结合iSolarCloud平台实现GIS空间分析与能量管理优...