Mohammad Reza Salehizadeha1 · Muhammed Ali Beyazıtb1 · Akin Tascikaraoglu · Jay Liu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.387

摘要 为了满足燃料电池电动汽车（FCEV）日益增长的数量，建立一种可持续的氢气供应方法已成为当务之急。在此背景下，本文提出的方法利用住宅屋顶光伏（PV）面板产生的过剩电力，支持加氢站进行绿色氢气生产。为实现这一目标，我们建议组建若干可再生能源社区（REC），以聚合过剩电力。作为回报，聚合后的加氢站根据各REC在支持氢气生产方面的贡献，在需求响应（DR）时段向REC内的家庭用户提供相应的能源信用额度。加氢站配备有社区储能系统（CESS），用于储存电能，并在DR时段将电能回馈给REC。为实施该构想，...

解读: 该文提出的光伏-储能-氢能耦合架构与阳光电源产品线高度契合。户用光伏余电聚合场景可应用SG系列逆变器的MPPT优化技术提升发电效率;社区储能系统(CESS)可部署PowerTitan或ST系列PCS实现双向能量调度;需求响应期间的削峰填谷需求验证了储能系统快速响应能力的价值。文中提出的三阶段优化决策...

Dimitri M.S · Mo Sodwatan · Evan D.Sherwin · Adam R. Brandt · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.385

摘要 加利福尼亚州实现2045年净零排放的愿景在很大程度上依赖于波动性可再生能源系统，因此，储能——特别是长时储能——可能在可靠供应低碳电力方面发挥根本性作用。我们采用BRIDGES模型研究储能问题，该模型是一个针对加利福尼亚州的多投资期（2025–2045年）组合气电容量扩展模型，设定碳排放目标逐步降低，直至2045年实现零排放。这一最小成本优化模型包含通过电转气方式生产的可再生燃气、以气态形式进行的长期能量储存、电池和氢储能等电能储存技术、可再生能源发电，以及相应的容量追踪与投资决策。本文评...

解读: 该研究验证了加州2045零碳目标下储能系统的关键作用,与阳光电源PowerTitan储能系统及ST系列PCS的应用场景高度契合。研究显示锂电池占80%装机容量主导短时储能,氢储能承担长时储能需求,这为阳光电源多元化储能产品组合提供战略指引。特别是4TWh氢储能容量需求,可推动公司在电制气(P2G)领...

A.Habchi · Bouchaib Hartiti · Hicham Labrim · Philippe Thevenin 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384

摘要 绿色氢气生产因其在清洁能源方面的优势以及在汽车和工业等多个应用领域的高效性，已成为全球关注的焦点。本文提出并分析了一种新型半透明光伏面板，该面板与混合太阳能集热器和电解槽集成。电解槽由半透明面板和热电发电机共同产生的电能驱动，确保了完全清洁的能源生产。为了评估当前混合系统的热性能和电性能，本文基于传热计算建立了一个新的数学模型。此外，还分析并讨论了辐射强度和太阳聚光比对混合系统性能及氢气生产过程的影响。在数值模型得到验证后，关键结果表明，半透明光伏面板和管状热电发电机分别产生的最大电功率为...

解读: 该半透明光伏-热电混合制氢技术对阳光电源具有重要启示价值。系统集成思路可应用于SG系列逆变器的多能互补场景,通过MPPT优化算法协调光伏与热电发电的功率输出。制氢电解器的电力管理策略可借鉴至PowerTitan储能系统的能量调度模块。特别是其高浓缩比(200倍)下的功率转换技术,对阳光电源开发工商业...

Pingxu Ge · Daogui Tang · Yuji Yuan · Josep M. Guerrero 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384

摘要 氢电一体化综合多能系统是减少港口碳排放的有前景的技术途径。然而，可再生能源出力的随机性以及港口内可再生能源发电与负荷需求之间的不平衡性，迫切需要设计合适的耦合氢-电储能系统（CHEESS）。本文针对随机不平衡的港口综合多能系统（PIMES），提出了一种CHEESS配置的多目标优化模型，旨在通过容量配置与能量管理的协同优化，最小化系统的全生命周期成本和碳排放。为此，本文提出了一种分层两阶段求解框架以应对该多目标优化问题。所提出的优化框架被应用于宁波舟山港的一个实际PIMES案例中。结果表明，...

解读: 该港口氢电耦合储能系统优化框架对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。论文提出的分层多目标协同优化方法可直接应用于港口场景的储能系统配置,结合阳光电源GFM/GFL控制技术和iSolarCloud平台的预测性维护功能,能够实现可再生能源波动性管理和负荷需求平衡。宁波舟...

Zaixing Wang · Yi Lin · Yu Guo · Fengli Liang 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384

可靠的离网能源供应在偏远地区和应急场景中仍然面临挑战，特别是对于通信基站而言，传统的单燃料系统常常面临燃料依赖性和供应中断的问题。在我们前期验证了现场制氢用多燃料重整技术的基础上，本研究开发了一种集成燃料重整与燃料电池技术的替代燃料灵活发电系统。首先通过实验验证该系统的可行性，随后通过仿真模拟评估多种系统结构。实验验证结果表明，甲烷、甲醇、乙醇、煤油和柴油五种燃料均能实现稳定的氢气生成和持续的电力输出。各燃料系统均可稳定输出接近500 W的功率，燃料转化率均超过95%，氢气含量高于70%，产氢速...

解读: 该多燃料制氢-燃料电池系统为阳光电源离网储能方案提供重要补充思路。针对通信基站等场景,可与ST系列PCS协同构建混合供电系统:燃料电池提供长时基载,储能系统负责功率调节与波动平抑。系统53.1%的能效及多燃料适应性,启发iSolarCloud平台开发燃料-储能协同优化算法。GFM控制技术可实现燃料电...

Mohammad Hasan Khoshgoftar Manesh · Soheil Davadgaran · Seyed Alireza Mousavi Rabeti · Ana M. Blanco Marigort · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384

摘要 由于化石燃料的使用导致全球温室气体增加以及不可再生资源面临枯竭的风险，这些因素推动了可再生能源多联产系统的扩展。本研究聚焦于整合太阳能、生物质能和风能，以实现电力、工艺蒸汽和氨的同步生产。所提出系统的总体运行方式为：采用合成气-太阳能混合锅炉产生低压和中压两个等级的蒸汽。中压蒸汽与空气及城市固体废物一同作为气化工艺单元的进料。气化单元产生的合成气用于供给锅炉燃料和氨合成单元原料。在进行氨合成之前，必须对原料合成气进行净化处理。为此，采用了水煤气变换和CO2捕集单元进行净化。随后，净化后的合...

解读: 该风光生物质多能互补制氨系统对阳光电源具有重要启示。系统集成风电PEM电解制氢、光伏-生物质混合发电及储能技术,与我司ST系列储能变流器、SG光伏逆变器形成技术协同。特别是氨氢混合燃料发电与储能耦合方案,可为PowerTitan储能系统提供长时储能路径创新。系统38.53%的火用效率及3.29年投资...

Xinyi Wang · Hanna M.Breunig · Peng Peng · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383

摘要 氢气在向可持续能源系统转型过程中起着关键作用，在发电和工业应用中具有重要地位。金属-有机框架材料（MOFs）已成为高效氢气储存的有前景的介质。然而，由于目前已合成的MOF种类极为庞大，筛选出具备实际应用潜力的候选材料仍具挑战性。本研究结合分子模拟、机器学习与技术经济分析，评估了MOFs在广泛运行条件下用于氢气储存的综合性能。以往对MOF数据库的筛选主要关注低温条件下高氢吸附容量的材料，而本研究发现，实现成本最小化的最优温度和压力取决于MOF的原材料价格。具体而言，当MOF的价格为15美元/...

解读: 该MOF氢储能研究对阳光电源储能系统具有前瞻价值。研究揭示的机器学习筛选方法可借鉴于ST系列储能系统的热管理优化,特别是170-250K温区的成本最优化思路可应用于PowerTitan液冷系统设计。高比表面积材料特性分析为未来氢储能与光伏耦合系统提供技术路径,iSolarCloud平台可集成氢储能预...

Jocelyn Mbenoun · Amina Benzerg · Bardhyl Miftari · Ghislain Detienne 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.382

摘要 海上风电场通常通过交流高压（HVAC）或直流高压（HVDC）输电线路与大陆相连。另一种传输能源的方式是使用分子载体而非电力，这种方式可能降低成本并提供更好的储能机会。本文提出了一种在碳中和约束下针对2050年比利时能源系统的多能流模型（涵盖天然气、电力和氢气），用于评估能源结构是否应包含海上制氢环节。尽管高压输电线路仍然是将海上风电场能量输送至陆地的主要方式，但结果表明，根据可再生能源装机容量、风电场与海岸之间的距离以及氢气进口价格的不同，开展海上制氢可能是有利的。

解读: 该研究探讨海上风电通过制氢分子传输替代HVDC的可行性,对阳光电源海上能源系统集成具有启示意义。ST系列储能变流器可与电解制氢系统耦合,实现多能互补;PowerTitan储能系统可平抑海上风电波动,提升制氢效率;三电平拓扑和SiC功率器件技术可应用于大功率海上PCS,降低传输损耗。研究中的多载体能源...

Hongxu Cheng · Hong Luo · Xuefei Wang · Da Bi 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381

摘要 鉴于绿色氢经济预期将快速增长，揭示质子交换膜水电解（PEMWE）在波动性可再生能源负载下的退化特征至关重要。然而，许多旨在探究不同负载条件下催化剂和膜材料特性的研究，忽视了在实际场景中波动负载下双极板材料的研究。本研究考察了TA1钛基底上镀金涂层在PEMWE模拟阳极环境中的电化学行为及失效机制，特别是在波动负载条件下的表现。我们基于中国西北典型新能源富集地区光伏电站实测的分钟级数据，模拟了加速电压波动工况。讨论了不同波动频率对镀金TA1钛材电化学腐蚀行为和导电性的影响。结果表明，镀金TA1...

解读: 该研究揭示光伏波动对制氢系统双极板的退化机制,对阳光电源光储氢一体化方案具有重要价值。针对西北地区分钟级光伏波动特性,建议在ST系列储能变流器与SG逆变器间增设功率平滑算法,通过PowerTitan储能系统缓冲高频波动,将电解槽输入波动频率控制在安全阈值内。可结合iSolarCloud平台实时监测电...

Xinyu Lu · Wenjie Gang · Shanshan Cai · Zhengkai Tu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381

摘要 为提升离网能源系统的性能，本文基于一种新型多堆集成氢储能系统，提出了一种结合混合规则与优化的全生命周期能量管理策略（EMS）。该系统由四个质子交换膜电解槽（PEMEC）、四个质子交换膜燃料电池（PEMFC）以及一组电池组构成。所提出的EMS包括在线参数估计、基于规则的初级功率分配和基于优化的次级功率分配。首先，根据串联运行规则，结合高效率工作区间及多堆电压退化一致性，将功率在PEMEC/PEMFC堆之间进行分配；随后，剩余的波动功率优先由电池通过Q学习强化学习算法吸收。在随机风能、光伏出力...

解读: 该多堆栈氢储能系统的混合能量管理策略对阳光电源ST系列储能变流器与PowerTitan系统具有重要借鉴价值。其分层优化架构(规则初分配+强化学习二次优化)可应用于光储氢耦合场景,通过Q-learning算法优化电池吸收波动功率,延长PEMFC寿命17.2%并降低系统年化成本9.2%。该策略可集成至i...

Sabber Khandoozi · Pei Li · Reza Ershadni · Zhenxue Dai 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381

摘要 在追求可持续能源转型和实现净零排放目标的过程中，地质氢气（H₂）储存（GHS）成为一项关键组成部分。GHS包括在低能源需求时期将可持续能源转化为H₂并注入地下储层，并在高能源需求时期将其采出。为优化GHS性能，必须针对各储存场地的特征——特别是储层非均质性和厚度——对注采速率等运行参数进行严格研究。理解储层特性与运行参数之间的相互作用，对于提高H₂采收效率并最小化产水量至关重要。通过数千次储层尺度的数值模拟，我们识别了这些变量如何影响关键性能指标：即最大化H₂采收量和最小化产水量。多变量自...

解读: 该地质储氢技术为阳光电源储能系统提供长周期能量存储方案参考。研究中的注入/提取速率优化、异质性分析方法可借鉴至ST系列PCS的充放电策略优化,特别是在电网调峰场景下。MARS敏感性分析框架可应用于PowerTitan系统的多变量协同控制,提升氢储能与电化学储能的混合调度效率。储氢-发电耦合系统需GF...

Shadfar Davoodi · Mohammed Al-Shargabi · David A. Woo · Promise O.Long 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381

摘要 氢能（HE）是大规模储能的一种有前景的解决方案，尤其适用于将间歇性可再生能源整合到全球能源系统中。实现这一转型的关键推动因素是地下氢气储存（UHS），该技术具备大规模储存氢气（H₂）的潜力；然而，由于存在技术、运行和工程上的复杂性，其实际部署仍面临重大挑战。针对这些挑战，本文对UHS技术进行了全面分析，重点探讨了其可行性、性能表现以及相关障碍。本文考虑了氢气独特的物理化学性质——如密度、黏度、扩散性、溶解度和吸附能力——及其对地下储存过程的影响。随后评估了将多种地质构造改造用于UHS的可行...

解读: 地下储氢技术为阳光电源储能系统提供长周期、大规模能量存储新思路。ST系列PCS可与氢储能系统协同,实现可再生能源消纳:电解制氢时作整流逆变,燃料电池发电时作并网变流。盐穴、枯竭油气藏等地质储氢方案可作PowerTitan储能站的季节性调峰补充,解决锂电储能时长受限问题。氢能与电化学储能混合配置,需G...

A.Ademoll · M.Calabres · Carlo Carcasci · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379

摘要 绿色氢能在能源部门脱碳方面具有巨大潜力，但高昂的生产成本仍是主要障碍。本研究对基于光伏的并网制氢厂进行了全面的技术-经济-金融-环境分析，目标是满足意大利全境具有持续氢气需求的难减排行业。利用真实小时级数据，采用自主开发的基于规则的多能系统模拟器（MESS），并结合遗传算法进行电站最优规模设计。研究旨在最小化氢气平准化成本（LCOH），同时满足绿色氢气激励政策的监管框架要求。关键结果表明，在供给侧灵活性方面，氢气储存比电池储能更具优势；最优光伏与电解槽容量比在意大利南部为1.8，在北部为2...

解读: 该研究对阳光电源光储制氢系统集成具有重要参考价值。研究表明光伏-电解槽最优配比为1.8-2.1,氢储能优于电池储能,这为SG系列逆变器与电解槽协同优化提供依据。研究中的多能源系统仿真器(MESS)与遗传算法优化思路,可融入iSolarCloud平台,实现光储氢一体化智能调度。时序关联性分析显示严格时...

Hanyou Liu · Ailong Fan · Yongping Li · Richard Bucknall 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379

摘要 船舶能量管理系统中的能量管理策略与本地控制器相互关联，共同影响混合推进系统的性能。为实现氢燃料电池（FC）与电池混合动力系统的高效运行，本文在对混合动力系统建模与分析的基础上，提出了一种基于非线性模型预测控制（NMPC）的能量管理策略，并设计了动态虚拟阻抗下垂控制器和经典的比例-积分（PI）控制器作为本地控制器。通过采用硬件在环（HiLs）技术，模拟设计的随机负载工况、脉冲负载工况以及实际航行工况，对六种不同的能量管理策略及其与本地控制器协同下的综合性能进行了比较与分析。从能耗、运行压力、...

解读: 该燃料电池/储能混合动力船舶能量管理策略对阳光电源ST系列储能变流器及海事电力系统具有重要借鉴价值。文中NMPC+PI控制架构可应用于PowerTitan储能系统的多能源协调管理,动态虚拟阻抗下垂控制与阳光VSG技术理念契合,可优化GFM/GFL混合并网控制。该策略实现氢耗降低7-40%、运行压力降...

Ning Qia · Kaidi Huang · Zhiyuan Fana · Bolun Xua · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

本文为发表于《Applied Energy》377卷（2025年）124485号文章《混合氢-电池储能微电网的长期能量管理：一种无需预测的协同优化框架》的更正声明。本更正声明旨在解决原发表文章中存在的错误。作者已确认原文中存在数据呈现及分析结论方面的不准确之处。本次更正对相关问题进行了修正，以澄清研究结果，并确保研究工作的完整性与科学性。作者感谢学术界同仁所提供的反馈意见，并将继续致力于推动微电网能量管理领域的研究发展。

解读: 该勘误文章虽修正原文数据,但氢-电混合储能长期能量管理的免预测协调优化框架仍对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列PCS具有参考价值。混合储能协调控制可启发我们优化多时间尺度能量管理策略,提升iSolarCloud平台的微电网调度算法鲁棒性。免预测优化思路可降低对气象预测的依赖,增强储能系...

Mohammadreza Ahang · Pedro Crespo del Gran · Asgeir Tomasgar · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 欧盟旨在到2050年在欧洲电力系统中大规模部署可再生能源。大规模间歇性的风能和太阳能发电需要足够的灵活性，以确保供需平衡。绿色氢气（GH）可以提高电力系统的灵活性，并减少可再生能源发电的弃电现象。然而，绿色氢气的投资成本较高，且其运营成本在很大程度上依赖于电价，而电价对电解过程中的运行成本至关重要。此外，如果氢气市场本身缺乏对氢气的需求，则将绿色氢气用于电力系统灵活性可能不具备经济可行性。在此情况下，就会产生一系列问题：将绿色氢气引入电力系统作为灵活性来源的激励机制是什么？电解槽成本、氢气...

解读: 该研究验证了绿氢作为电力系统灵活性资源的经济可行性,对阳光电源储能及氢能业务具有战略指导意义。2050年欧洲将部署140GW电解槽容量,氢价约30欧元/MWh,为我司ST系列储能变流器与PowerTitan系统在制氢场景的应用提供市场依据。可结合GFM控制技术优化电解槽并网特性,通过iSolarCl...

Denizhan Guven1 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

本文对用于土耳其一条渡轮航线的浮式光伏（FPV）驱动的绿色氢气生产系统进行了全面分析，采用生命周期评估（LCA）和生命周期成本评估（LCCA）方法，评估其相关的环境影响和成本。该方法包括将来自13个全球气候模型（GCMs）的日数据重采样至统一的1° × 1°网格，利用多种统计方法将其与ERA5数据集进行比较，并筛选出表现最优的四个GCMs。随后，利用这些模型预测2023–2052年间的环境温度、风速和太阳辐射。基于这些预测结果，确定FPV系统的各组件规模。根据GREET 2022数据库进行的LC...

解读: 该研究对阳光电源浮式光伏制氢系统具有重要参考价值。FPV发电端可采用SG系列1500V逆变器配合MPPT优化技术,提升海面/水面复杂环境发电效率;制氢储能环节适配ST系列PCS与PowerTitan储能系统,通过VSG虚拟同步机技术保障电解槽供电稳定性;研究揭示PV生产占氢能全生命周期碳排放62%以...

Francesco Superchi · Antonis Moustakis · George Pechlivanoglou · Alessandro Bianchini · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 由于额外的复杂性和计算成本，迄今为止大多数关于混合能源系统的经济技术分析都忽略了组件的长期性能衰减。本研究提出了一种新颖的模拟方法，该方法在考虑退化效应的同时保持了合理的计算成本，相较于完整的基于物理机制的模型实现了88.5%的时间节省，而在估计长期影响时仅引入0.015%的误差。所提出的方法通过一个实际案例研究——即提洛斯岛混合能源系统的升级改造，以实现完全能源自给——进行了验证，该系统依靠光伏和风能发电，并由锂离子电池与氢链系统（电解槽、压缩机、储氢罐和燃料电池）组合提供支持。该新型模...

解读: 该退化建模研究对阳光电源储能系统设计具有重要价值。研究揭示忽略退化会导致电解槽低估103%、储氢罐低估31.5%、电池低估59.6%,这直接关系到PowerTitan储能系统和ST系列PCS的容量配置准确性。建议将该快速退化仿真方法集成到iSolarCloud平台,结合实际运行数据优化光储氢混合系统...

B.Karthikeyan · G.Praveen Kumara1 · Soumen Bas · Shubhankar Sinh 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本研究提出了一种面向大规模、从产地到消费端的绿色氢气生产的单线优化框架，通过整合太阳能光伏电站、质子交换膜（PEM）电解槽、储能及运输系统，旨在最小化向城市地区输送氢气的成本。所提出的太阳能-绿色氢气系统包括光伏（PV）面板为PEM电解槽供电，以及平板集热器（FPC）为PEM提供预热后的水。储能环节包含压缩机与储氢罐，氢气则通过卡车运输至终端用户。通过对满足每日1000千克氢气生产目标所需的制氢与压缩能耗进行分析，本研究结合基础设施、太阳能资源可用性及能源需求参数，在印度境内确定了光伏与F...

解读: 该光伏制氢系统优化研究对阳光电源具有重要战略价值。SG系列光伏逆变器可为PEM电解槽提供6.5MW稳定电力输出,ST系列储能PCS可平抑光伏波动确保制氢连续性。研究揭示的13.3-14.8%光电转换效率与9.5%最高制氢效率,为阳光电源开发光储氢一体化解决方案提供参考。1500V高压系统和MPPT优...

Ehsan Kazemi-Robati · Sofia Varotto · Bernardo Silva · Irina Temiz · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 随着混合型海上园区技术的近期发展以及未来大规模实施的预期，研究适当的能量管理策略以提高这些园区在电力系统中的并网能力变得至关重要。本文提出了一种多目标能量管理方法，采用由电池和氢/燃料电池系统组成的混合储能系统，应用于多源风浪联合及风-光联合海上园区，旨在最大化电能输送量的同时最小化输出功率的波动。为求解所定义的能量管理优化问题，本文提出一种基于权重因子集合分析的策略，构建帕累托前沿，并在混合整数线性规划框架下评估每个权重对应的优化问题。随后，采用模糊决策方法从帕累托前沿中选取最终最优解。...

解读: 该多目标能源管理技术对阳光电源海上新能源场站解决方案具有重要价值。研究中的混合储能系统(电池+氢燃料电池)与我司ST系列PCS及PowerTitan储能系统高度契合,可实现功率波动降低40-80%的优化效果。多源互补架构可结合SG系列光伏逆变器与储能系统协同控制,通过混合整数线性规划优化算法提升能量...