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...

Jiangyong Zhang · Shixing Dinga · Zhigang Lua · Xiangxing Konga 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 随着气候变化加剧、能源需求不断上升以及可再生能源资源的间歇性特征日益显著，综合能源系统迫切需要实现深度碳减排并最大化能源利用效率的策略。本研究提出了一种创新的低碳规划模型，将先进的碳矿化技术与跨季节热能存储相结合，通过构建一种新型碳减排模型，将碳捕集电厂与电转气转换及矿化过程相耦合，将捕获的二氧化碳转化为稳定的碳酸盐和天然气，从而显著提升碳资源的利用水平，改善综合能源系统的环境与经济性能。同时，构建了基于地下洞穴的季节性热储存系统，用于回收上述碳转化反应及电厂烟气所产生的热能。所引入的洞穴...

解读: 该跨季节储能与碳矿化耦合技术对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan方案具有重要启示。研究中的地下洞穴热储存与碳捕集全链条方案,可与我司储能PCS的多物理场耦合控制技术结合,通过优化GFM控制策略实现季节性负荷削峰填谷。碳转化反应余热回收思路可应用于储能系统热管理优化,提升能效3.81%的成...

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...

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...

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...

Abrar Ahm · Shazim Ali Memon · Hongtao Dang · Ahmet Sari 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

摘要 将相变材料（PCMs）集成到建筑围护结构中，是一种通过增强热能储存来提高能源效率的有效方法。通过提升能效并减少对化石燃料的依赖，相变材料在降低建筑运行带来的环境影响方面具有巨大潜力。尽管关于相变材料的综述文献数量丰富，但目前仍缺乏一项全面且具有批判性的综合研究，能够整合已有认知、识别研究空白，并提供系统化的视角。因此，本研究首次对自1983年首篇综述以来至今所有关于相变材料的综述文章进行了新颖而广泛的批判性回顾，提供了代表当前最高水平的知识整合，统一了现有研究成果，并为未来的研究与应用指明...

解读: 该相变储能材料研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。PCM被动式热管理技术可应用于PowerTitan储能柜温控优化,降低主动冷却能耗。文中商业化PCM数据库及生命周期评估方法,可指导ST系列PCS热设计改进,提升功率器件工作温度稳定性。结合iSolarCloud平台,可开发基于PCM的储能系统智...

R.Deepak Selvakumar · Abdulrahman H.Mohamm · Siyuan Dai · Yulong Ding 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

将潜热储能（LHTES）系统集成到核电厂（NPPs）中是一种提高运行效率并实现负荷均衡的有前景的方法。本研究对LHTES单元与APR1400反应堆的集成进行了综合的技术经济分析。采用ε-NTU法估算LHTES单元的设计参数和性能表现。针对集成发电循环，考虑25年的生命周期，估算了其资本支出和运行费用。假设电价年增长率为4.83%，分别估算了峰时和非峰时电价情景下的年收入。通过改变相变材料（PCM）的成本进行净现值（NPV）分析，以确定盈利的临界阈值。基于NPV结果计算了投资回收期，结果显示在所有...

解读: 该核电站潜热储能(LHTES)技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。研究验证了储能系统在电价峰谷套利场景下的经济可行性,峰电价情景下2.71-5.09年即可回收成本,NPV达132.69百万美元,IRR超13%。这为ST系列PCS和PowerTitan储能系统在电网调峰应用提供了商业模式参考。蒙特...

Hyunjun Oh · Wencheng Jin · Peng Peng · Jeffrey A.Winick 等12人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 数据中心内的电子设备在运行过程中会产生热量，必须通过冷却系统将热量散去，以防止设备过热并维持其最佳性能。随着对数据密集型服务需求的不断增长，用于数据中心冷却系统的电力消耗也日益显著。尽管已有多种技术被开发并集成到数据中心冷却系统中，但目前仍缺乏高效的替代方案。本研究设计了一种水库式热能储存（RTES）系统，该系统可在冬季储存冷能，并在夏季释放以供数据中心冷却使用。随后，我们评估了将RTES与干式冷却器及余热回收技术结合，满足全年5 MW冷却负荷的技术经济性能。结果表明，在20年的使用寿命内...

解读: 该储热技术为数据中心冷却提供了创新思路,对阳光电源储能系统具有重要启示。可将ST系列PCS与热能存储结合,开发冷热电三联供方案:冬季利用光伏余电驱动热泵储冷,夏季释放降低数据中心能耗。技术优势体现在:1)levelized成本仅为传统方案1/3,与PowerTitan储能经济性目标契合;2)年减排1...

Wei Li · Shini Lin · Honghao Xi · Yuan Qin 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 钠离子电池（SIBs）因其资源丰富和优异的电化学性能，被认为是大规模储能系统（LSESS）中极具前景的技术。然而，SIBs的安全性鲜有讨论，而热稳定性对其电池应用至关重要，尤其是在LSESS中的应用。本研究揭示了由钠化负极产热主导的Na₃Fe₂(PO₄)(P₂O₇)||硬碳（NFPP/HC）软包电池的热失控机制。基于电池和材料层面的产热分析表明，硬碳（HC）与电解液之间的放热反应在100 °C时即开始发生（NFPP与电解液的放热反应发生在约230 °C），且负极与电解液的反应释放大量热量，...

解读: 该钠离子电池热失控机理研究对阳光电源PowerTitan等大规模储能系统安全设计具有重要参考价值。研究揭示硬碳负极在100°C即开始放热反应,远低于正极材料230°C,且隔膜熔点接近热失控触发温度。这为ST系列PCS的热管理策略优化提供依据:需在电池簇级别加强温度监测,设置更严格的100°C预警阈值...

Santiago Madrug · Carolina Mendoz · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 自然能源为在电池不适用的环境中为低功耗电子设备（如传感器）供电提供了一种解决方案。在这些能源中，热电转换因其能够利用温度波动发电而尤为突出。然而，其效率严重受限于自然界昼夜循环中通常较小的温差，这限制了其在依赖环境热梯度时的实际应用。通过建立真实的物理模型并开展三维数值模拟，我们证明将热电发电机与潜热储能单元耦合可显著增强自然昼夜温度波动向电能的转化效率。该效率提升得益于自然对流与马兰戈尼对流的协同传热作用。我们采用一个标准热电模块（塞贝克系数 α = 0.027），并与包含相变材料十六烷...

解读: 该热电-相变储能技术为阳光电源储能系统提供创新思路。研究中昼夜温差利用与马兰戈尼对流增强机制,可启发ST系列PCS的热管理优化设计。PowerTitan等大型储能系统运行中产生显著温差,若集成微型热电模块与相变材料,可实现废热自供电,为传感器节点、监控模组提供持续电源,降低iSolarCloud平台...

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...

Muhammad Faizan · Imran Afgan · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 本研究利用相变材料（PCM）将热能储存（TES）系统与核电厂（NPPs）进行集成，采用计算流体动力学（CFD）模拟与机器学习技术，以提升核电厂的整体效率与盈利能力。本研究的创新性不仅在于分析PCM热物理特性、设计参数及输入条件对系统性能的影响，更在于开发一种可有效集成于核电厂的TES系统，解决包括输入参数的动态评估以及响应实时需求波动时对可用过剩能量的利用等关键挑战。为开展分析，共执行了2500组CFD模拟，用于评估垂直环形通道内相变行为。系统地分析了诸如传热流体注入条件和多种PCM特性等...

解读: 该研究的CFD仿真与机器学习优化方法对阳光电源ST系列储能系统具有重要借鉴价值。核心启示包括:1)动态评估技术可应用于PowerTitan储能系统的实时需求响应优化,提升削峰填谷效率;2)多目标遗传算法(MOGA)可用于优化PCS充放电策略,平衡充电时长与能量密度;3)ANN预测模型可集成至iSol...

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...

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...

Haohui Ding · Xi Lu · Qinran Hu · Zaijun Wu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

摘要 在寒冷地区，低温和强降雪常常导致停电。这些地区对便携式储能系统（PESS）有很高的需求，以缓解断电带来的不利影响。然而，电池在低温下的效率会下降，且其容量会显著衰减。现有的离网电池热管理方法通常基于单一类型电池的使用，在极低温度（–30 ∘C）下可能因电池本身的局限性而失效。因此，本研究设计了一种适用于低温环境的双电池PESS（PESSLT），并制造了原型样机。所提出的PESSLT结合了电池热管理方法与混合储能方法，以在极低温条件下实现高充放电效率和低容量衰减。为实现对PESSLT的精确能...

解读: 该双电池低温储能技术对阳光电源PowerTitan及ST系列储能系统在高寒地区应用具有重要参考价值。研究提出的温度-功率耦合电池模型可优化我司PCS的BMS协同控制策略,提升-30°C极端工况下充放电效率从39%至67%。双电池混合配置思路可应用于户外储能柜及移动储能产品,结合iSolarCloud...

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...

Zili Chen · Zhaoyuan Wu · Lanyi Wei · Linyan Yang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

摘要 可再生能源（RE）与储能系统（ESS）的协调发展对于低碳转型至关重要。除了最优规划方案外，理解规划结果背后的深层原因对于提升决策透明度与可靠性同样关键。本研究探讨了在不同脱碳阶段中可再生能源与中长期储能（MTES）之间协同关系的演变过程，提出了一种可解释的分析框架，用于归因并分析影响规划结果的关键因素。通过采用随机森林（Random Forest, RF）方法，该框架识别出在不同边界条件下（如碳排放限额、资源禀赋和经济约束）驱动可再生能源—储能协同效应的核心因素，从而深入揭示时间与空间因素...

解读: 该研究对阳光电源储能规划具有重要指导意义。研究揭示长时储能(LDES>100h)在新能源富集区域的季节性平衡价值,与PowerTitan液流储能系统的应用场景高度契合;短时储能在火电主导区域应对日内波动的需求,可通过ST系列PCS的快速响应能力实现。随机森林可解释性框架可集成至iSolarCloud...

Peiliang Yan · Chuang Wen · Hongbing Ding · Xuehui Wang 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

准确预测熔化响应时间对于优化热能储存系统至关重要，这类系统在解决建筑环境中热能供需之间的时间不匹配问题中发挥着关键作用。本研究旨在定量预测一种新型三重管热能储存系统的熔化响应时间，该系统结合了相变材料和Y形翅片以增强传热性能。基于焓-孔隙度方法建立了数值模型来模拟熔化过程，在不同的设计和运行条件下共生成60个案例的数据集，其熔化响应时间范围为15至45分钟。研究的关键参数包括翅片角度（10°–30°）、翅片宽度（5–15 mm）以及传热流体温度（60 °C–80 °C）。在模型构建之前，验证了变...

解读: 该相变储能系统的机器学习优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan液冷储能系统具有重要借鉴价值。研究中XGBoost算法对热响应时间的92%预测精度,可应用于我司液冷储能系统的热管理优化,特别是三电平拓扑功率器件的散热预测。传热流体温度和翅片宽度作为主导因素的发现,可指导PowerT...

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...