Dazhou Ping · Chaosu Li · Xiaojun Yu · Zhengxuan Liu 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 气候变化和极端天气事件正对城市电力系统构成威胁，导致区域性电力短缺。为增强城市电力系统在气候变化背景下的韧性，光伏（PV）与电池储能系统（BESS）在停电期间维持电力自给方面发挥着关键作用。然而，在综合考虑安全性、能源灵活性、可达性以及能源韧性等多准则因素时，BESS的最佳安装位置与容量配置仍存在不确定性。本研究提出一种新方法，即将地理信息系统（GIS）与多准则决策（MCDM）及有容量限制的p-中值问题相结合，以识别BESS的最佳安装位置与容量分配方案。该方法全面考虑了地理条件（如坡度、土...

解读: 该研究的GIS-MCDM优化方法对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列PCS的城市级部署具有重要指导价值。研究验证了光储协同可将缺电量从13184MWh降至12931MWh,功率缺口削减密度提升107%,这与阳光电源储能系统的削峰填谷和应急备电能力高度契合。建议将该多准则选址模型集成到iS...

Zijun Wanga1 · Shaowen Cao · Qilin Cai · Yingshi Zhang 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 白天辐射冷却依赖于在太阳光谱范围内具有高反射率以及在大气窗口光谱范围内具有高发射率。然而，被发射体反射的太阳辐射作为一种高品质能源却被浪费了。基于入射太阳辐射主要集中在特定角度，而发射体则与太空进行半球形热交换的特点，这部分能量具备被收集利用的可能性。迄今为止，尚无研究对发射体所反射的大量能量进行有效回收。本文提出了一种在确保昼夜辐射冷却性能的同时增强白天太阳能发电能力的新思路。研究表明，仅由五层结构组成的发射体即可在太阳光谱范围内实现95.22%的加权平均反射率，并在大气窗口光谱范围内达...

解读: 该辐射制冷-光伏集成技术对阳光电源SG系列逆变器和储能系统具有重要应用价值。通过反射光收集使光伏输出功率密度提升30.3%至163.5W/m²,可优化MPPT算法以适配非直射光场景。辐射制冷降温8.4°C特性可应用于通信基站储能热管理,降低ST系列PCS散热负荷,提升系统效率。该技术为iSolarC...

Yutong Tan · Jinqing Peng · Zhengyi Luo · Yimo Luo 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

建筑一体化光伏（BIPV）技术在实现零能耗建筑方面发挥着重要作用。然而，由于太阳辐射的不确定性和间歇性，其大规模应用对电网的稳定运行带来了挑战。为解决这一问题，本研究提出了一种智能光伏（SPV）窗及其运行控制策略，旨在同时提升建筑能源效率和电网友好性。该SPV窗结合了电致变色薄膜与均匀排布的条状太阳能电池，兼具主动利用与调控太阳辐射的双重优势。为明确SPV窗的性能表现，基于实测数据在WINDOW软件中建立了其模型，并计算了相应的光学与热工特性；随后将该模型导出至EnergyPlus软件，并与一栋...

解读: 该智能光伏窗技术对阳光电源BIPV解决方案具有重要启示。其电致变色膜与晶硅电池结合的主动调控机制,可与我司ST系列储能PCS协同优化:通过热流密度控制策略削峰填谷54.7-65.8%,显著改善电网友好性,契合我司VSG虚拟同步发电机技术的并网稳定目标。建议将该动态光热调控理念融入iSolarClou...

Zhixiong Ding · Wei Wu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 近年来，吸收式热电池（ATB）因其高储能密度（ESD）、低热损失以及多样的输出功能而受到广泛关注。然而，在低品位可再生能源条件下，降低充电温度以提升系统性能对ATB的应用提出了关键挑战。为此，已提出两级ATB用于极低充电温度工况。为全面且准确地研究两级ATB在不同条件下的性能，本文建立了一个经过实验验证的动态模型。随后，对比了基本循环与两级循环在冷量储存和热量储存场景下的运行行为及循环性能。接着，研究了在不同充电温度下，两个溶液罐（即主储液罐和辅助罐）之间的溶液分配对循环性能的影响。此外，...

解读: 该两级吸收式热电池技术为阳光电源储能系统提供了长时储能新思路。其在55°C低温充电下实现115.8 kWh/m³冷储能密度,在50°C下达59.7 kWh/m³热储能密度,均为基础系统两倍以上,可与ST系列PCS及PowerTitan系统形成冷热电三联供方案。该技术低热损、高密度特性适配可再生能源波...

David Alexander Ells · Chris K. Mechefsk · Yongjun Lai · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

振动能量收集器（VEHs）可通过将机械能转化为电能来为无线电子设备供电。然而，这类收集器通常为具有窄带宽的共振结构，导致其在工作频率范围方面面临挑战。本文提出了一种新型电磁式VEH，其结构能够被动调节自身的谐振频率。所提出的结构主要由一片扁平弹簧和一个可自由旋转的质量块组成。该设计通过仿真分析并进行了实验验证。测试结果表明，该质量块可向共振位置旋转，动态改变结构的谐振频率，从而与外部振动频率相匹配。该VEH实现了10 Hz的谐振频率调节范围（从60 Hz到70 Hz），与质量块固定时的相同结构相...

解读: 该电磁振动能量采集技术对阳光电源储能系统具有创新启发价值。其被动谐振频率自适应调谐机制可应用于ST系列PCS的振动能量回收与状态监测:通过采集逆变器功率模块、变压器等关键部件的振动能量,实现无线传感器自供电,增强iSolarCloud平台的预测性维护能力。该技术的宽频带特性(带宽提升90%)适配储能...

Jingyan Wang · Hongjun Xiang · Hao Jing · Yijiang Zhu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 利用涡激振动压电能量收集器（VPEHs）从环境中捕获风能以驱动传感器，是一种具有前景的技术。以往大多数学者仅考虑均匀风场，即采用风湍流的平均值，而忽略了实际风环境中脉动分量的影响。这可能导致无法准确预测VPEHs在真实环境下的工作性能。为解决这一问题，本文基于概率密度演化方法（PDEM）建立了一种针对VPEHs的随机分析方法。将升力系数和阻力系数视为随机变量，随后通过数值分析与风洞实验，研究了不同来流风湍流条件下VPEHs的随机响应特性。结果表明，所提出的随机分析方法计算得到的置信区间和概...

解读: 该涡激振动压电能量采集技术对阳光电源风电变流器及分布式传感系统具有应用价值。研究中的随机风场建模方法可借鉴用于优化SG风电变流器的MPPT算法,提升湍流工况下的功率追踪精度。压电能量采集技术可为风电场分布式传感器供电,配合iSolarCloud平台实现免维护监测。基于概率密度演化法的可靠性设计思路,...

Kai-Qi Zhu · Quan Ding · Ben-Xi Zhang · Jiang-Hai Xu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 风冷式质子交换膜燃料电池（PEMFC）中复杂的传热传质耦合现象以及物理场分布不均的问题，严重影响其功率密度和水热管理性能。作为关键部件，阴极流场在燃料供给、散热以及水传输方面对风冷式PEMFC起着至关重要的作用。优化流场结构设计是应对上述挑战的关键策略。本研究提出了一种创新的竹节形流场设计，并在25 cm²的单电池中进行了实验验证，结果证明该设计能有效提升风冷式PEMFC的传热传质能力与功率密度，同时降低供气能耗。此外，还建立了三维多相数值模型，用于深入探究该流场结构下液态水、反应物和热量...

解读: 该燃料电池热质传输优化技术对阳光电源氢能业务具有重要借鉴价值。竹节型流场设计通过分段加速和涡流区优化实现5.45%功率密度提升和4.17%能效增益,其多物理场耦合仿真方法可应用于公司储能PCS的热管理优化。研究中的熵分析法和非均匀流场设计理念,可迁移至SiC功率器件散热结构设计,提升ST系列PCS和...

Ronghe Wang · Panpan Song · Mingshan Wei · Ran Tian 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

固体氧化物燃料电池（SOFC）与储能机制的集成是实现能源基础设施转型以及节能减碳的关键方法。当与储能方案相结合时，SOFC能够实现动态功率输出调节，从而灵活匹配昼夜变化的电力需求。本研究首次提出将一种基于二氧化碳液化循环的新型二氧化碳电池应用于SOFC发电系统中。建立了结合热能回收的液态二氧化碳电池与SOFC系统的数学模型，并通过能量和㶲分析对系统性能进行了全面评估。参数敏感性分析结果表明，液态二氧化碳电池可实现最高62.88%的往返效率和14.26 kW·h/m³的能量存储密度，说明其在往返效...

解读: 该液态CO2储能技术为阳光电源储能系统提供创新思路。其62.88%往返效率和14.26kW·h/m³能量密度特性,可与ST系列PCS协同优化。SOFC动态负载管理经验可借鉴至PowerTitan储能系统的削峰填谷策略。多相流换热器的冷却水流量调控机制,对提升储能系统热管理效率具有参考价值。建议在iS...

Geun Jeong Lee · Jae Won Lee · Hyung Won Choi · Seonggon Kim 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 近年来，正能源建筑受到广泛关注，旨在减少建筑对电网能源的消耗。正能源建筑被定义为产生的可再生能源超过其自身所需能耗的建筑。为此，高效的热能储存系统对于充分利用建筑内部产生的可再生能源至关重要。本文开发了一种以二氧化碳（CO2）和单乙醇胺（MEA）为工作介质、具有高能量存储密度的热化学吸附电池。合成了Al2O3/HZSM-5催化剂，以提升在低温热源充电条件下热化学吸附电池的能量存储密度。通过比较CO2-MEA热化学吸附电池在不同热源温度和催化剂复合材料质量比下的性能系数（COP）和能量存储密...

解读: 该CO2热化学储能技术为阳光电源储能系统提供创新方向。其100°C低温驱动特性可与PowerTitan储能系统的余热管理结合,利用PCS运行产生的低品位热能驱动化学储能,实现能量梯级利用。57.5%的储能密度提升对ST系列储能变流器的系统集成具有参考价值,可探索热-电混合储能拓扑。该技术在建筑领域7...

Xiaodong Xu · Guangyang Li · Yulin Wang · Wei Han 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 近年来，通过太阳能与煤炭的高效清洁协同转化实现近零碳排放受到广泛关注。本研究提出了一种耦合光伏发电、光热利用与煤气化的制氢系统。该系统的显著特征在于：将从富氢合成气中分离氢气后得到的残余吹扫气，与水电解产生的纯氧进行燃烧。由于采用纯氧燃烧，产物仅为二氧化碳和水蒸气，因此可通过简单的冷凝方式实现二氧化碳的分离与捕集，从而达到近零碳排放的目标。研究结果表明，整个系统的㶲效率和能量效率分别为38.47%和36.66%，相较于基准系统分别提高了6.64和6.33个百分点。在近零排放系统中，氢气的化...

解读: 该光伏-光热-煤气化制氢系统对阳光电源具有重要战略价值。系统中光伏发电模块可匹配SG系列1500V逆变器及MPPT优化技术,提升发电效率;电解水制氢环节的高温固体氧化物电解技术可与我司PowerTitan储能系统协同,利用ST系列PCS实现电能高效转换;制氢产生的氢气可为充电站提供氢能补充方案。该近...

Zhen Zeng · Hongling Ma · Chunhe Yang · Youqiang Liao 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 盐穴压缩空气储能（CAES）系统的性能受洞穴内空气状态的影响。学者们长期以来关注CAES运行过程中空气温度的波动，然而很少有人注意到同时发生的湿度变化。本研究提出了一种热-湿-流体动力学模型（TMFD模型），用于模拟CAES盐穴中的动态湿环境，以评估其对空气状态及系统储能性能的影响。该模型不仅考虑了热与湿的耦合作用以及空气的注入和抽出过程，还包含了水相变过程，如凝结、蒸发、吸湿和潮解。模型应用于容积为140,000 m³的Huntorf电站NK1号盐穴。模拟结果与实测温度数据吻合良好，并揭...

解读: 该盐穴压缩空气储能湿热耦合模型对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究揭示的温湿度耦合效应及相变潜热对系统效率的影响,可应用于PowerTitan等大型储能系统的热管理优化。ST系列PCS可借鉴其动态环境建模方法,改进BMS算法中的温度预测模型。研究发现的水汽累积导致容量衰减问题,为iSolarCl...

Ze Liua · Mingyang Yangb · Xingwang Tangc · Lei Shib 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 阴极循环（CR）已成为缓解质子交换膜燃料电池（PEMFC）在低负载条件下加速退化的一种有前景的策略。尽管以往的研究主要集中在CR对外部性能的影响上，但其在高功率自增湿系统中提升耐久性的根本机制及运行特性仍缺乏充分理解。本研究首先通过严格控制的单电池实验，系统地探究了CR增强耐久性的机理。宏观分析表明，CR显著减缓了极化曲线的退化，在0.3 A/cm²时最大衰减降低达58.4%。微观表征揭示，CR主要缓解了电荷转移电阻和扩散电阻的增加，与无循环（NCR）模式相比，电化学活性表面积（ECSA）...

解读: 该PEMFC阴极循环增效技术对阳光电源氢能布局具有重要参考价值。研究揭示的氧稀释与增湿平衡机制可应用于燃料电池充电桩系统优化,通过动态调节循环泵速适配不同负载工况,延长电堆寿命62.7%。其怠速功率管理策略可借鉴至ST储能系统的待机能耗优化,结合iSolarCloud平台实现预测性维护。阴极催化层裂...

Jingbo Han · Guoliang Li · Chong Zhu · Yansong Wang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 以LiMnxNiyCozO2（NMC）为正极材料的能量型电池因其优异的能量密度特性，被广泛应用于电动汽车（EV）中。随着高功率应用场景的不断增加，研究能量型电池在高倍率放电条件下的老化机理，并对老化现象进行定量分析，已成为一项至关重要的任务。本研究首先在1C、2C和3C三种放电倍率下开展了加速老化实验，并结合多种宏观与微观测试技术，对电池老化的物理过程进行了系统深入的分析。结果表明，正极集流体溶解、铝元素在负极的沉积以及正极颗粒的破裂是导致容量衰减的主要原因。此外，通过将改进的巴特勒-伏尔...

解读: 该研究揭示的高倍率放电老化机制对阳光电源储能系统具有重要价值。针对正极集流体溶解、颗粒破裂等衰减机理,可优化PowerTitan储能系统的BMS热管理策略和充放电曲线设计。所建立的电化学-热-老化耦合模型可集成至iSolarCloud平台,实现全生命周期SOH精准预测和预防性维护。对ST系列PCS的...

Jintao Wua · Zhipeng Huaa · Xianguang Caob · Jiong Tangb 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 质子交换膜燃料电池（PEMFC）因其清洁和环境可持续的特性，正成为未来重要的能源形式。大规模PEMFC耦合热电联供（CHP）技术能够满足用户侧多种能源需求，在零碳园区应用中具有广阔前景。本研究提出了一种应用于兆瓦级PEMFC-CHP系统中的创新多端口余热回收技术。该多端口余热回收技术在电堆本体余热回收的基础上，进一步集成了电堆排气、空气压缩机、中间冷却器以及变流器的余热回收。为验证模型的正确性，本文对电堆排气余热回收及其他关键设备进行了实验测试与验证。通过改变运行工况，探究了关键参数的动态...

解读: 该兆瓦级PEMFC热电联产系统的多端口热回收技术对阳光电源氢能储能一体化方案具有重要借鉴价值。其变温控制策略可将冷却液温差从28.75°C降至10.7°C,可应用于ST系列储能PCS的热管理优化;排气余热回收占比达19.33%,综合效率提升12.53%,为PowerTitan储能系统与燃料电池耦合的...

Zhi Ling · Xuan Wang · Hua Tian · Gequn Shu 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 深海水下设备的能量系统是支撑其运行的核心要素，高能量密度、高安全性和稳定性是衡量该系统性能的关键指标。针对目前水下设备缺乏高度适应性二次循环系统的现状，本文构建了一套100 kW级回热再热型超临界CO2循环水下动力系统原型，并首次在模拟深海冷源（<2 °C）与微型反应堆热源（>500 °C）条件下，完成了从待机到发电全过程的性能测试。结果表明，该系统的实际循环热效率达到22.7%，发电功率为97.6 kW，在冷源温度±1 °C波动范围内均可稳定运行，且当海水温度突变时，系统流量波动仅为0....

解读: 该超临界CO2循环技术对阳光电源海上储能及电力电子系统具有重要借鉴价值。其22.7%循环效率和1MW/m³功率密度为海上风电储能系统(PowerTitan海上版)提供热管理优化思路。密闭自回流冷却技术可应用于ST系列PCS和SG大功率逆变器的液冷散热设计,提升功率密度。±1°C温度波动下0.725%...

Akhil Ashar · Lukas Wehrl · Olaf Deutschmann · Robert J. Braun · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

摘要 固体氧化物燃料电池（SOFCs）被视为一种极具吸引力的发电技术，有望在无需任何预重整的情况下直接以氨为燃料运行，实现氨到电能的直接转换。本文针对交通领域提出并评估了一种基于氨的SOFC-燃气轮机（GT）系统概念，采用多尺度建模工具进行分析。该模型结合了三维多尺度SOFC电堆仿真与电站辅助系统组件建模，以估算整个系统的性能表现。工业级电堆仿真基于高功率密度的掺钆二氧化铈（GDC）电解质电池结构，并包含微观动力学机制以评估氨分解过程。通过精心设计的参数化权衡研究，对系统效率、总压比、电化学利用...

解读: 该氨燃料SOFC混合系统技术对阳光电源氢能战略布局具有重要参考价值。其60%以上系统效率和高功率密度特性,可启发我司在重卡充电站和分布式发电领域的技术创新。SOFC-燃气轮机混合架构与我司ST系列储能PCS的DC/AC变换技术存在协同潜力,特别是GFM控制策略可优化燃料电池并网稳定性。氨作为零碳燃料...

Runsen Wang · Yuzhu Chen · Meng Lin · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 高性能的热化学循环在燃料生产过程中需要一个高能耗的还原步骤，这是由于其对高温和低氧分压的严格条件所致。集成的高温电化学氧泵（EOP）能够实现有效的原位除氧，以较低的能量消耗灵活调节氧环境。然而，由极端高的还原温度（通常超过1500 °C）引起的热失效问题对氧泵的稳定性构成了挑战。本研究提出了一种通过主动冷却氧泵以防止过热的热管理策略，用于实现氧泵的集成。采用数值模拟与实验方法相结合的方式评估了反应器的性能。在有无主动冷却条件下，分别评估了氧化铈（ceria）的热化学性能和EOP的电化学性能...

解读: 该太阳能热化学制氢技术对阳光电源储能系统具有重要启示。研究中的热管理策略与主动冷却方案可应用于PowerTitan储能系统的热控优化,特别是电化学氧泵的温度梯度控制思路可借鉴至ST系列PCS的功率器件散热设计。文中提出的多参数协同优化方法(材料高度、间隙距离、温差控制)对储能系统电芯热管理和BMS策...

Yingying Zhao · Haibin Li · Jiwei Ren · Yinke Liu 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380

摘要 空间探索任务的持续时间和执行能力主要取决于电源的性能。近年来，X射线伏特电池因其超长寿命、极高的能量密度以及高理论效率，成为极端环境下最具前景的电源之一。因此，有必要对转换单元的结构设计和半导体材料的选择进行系统性研究，以充分揭示X射线伏特技术的潜力。本研究展示了基于⁵⁵Fe的X射线伏特电池在实现高能量转换效率及其作为空间探索替代清洁能源应用方面的可行性。通过全面研究转换单元结构参数及不同半导体本征特性对X射线伏特电池能量转换效率的影响，发现采用最优结构的GaAs基⁵⁵Fe X射线伏特电池...

解读: 该X-ray伏特电池技术展示了极端环境下的能量转换新思路,其14.14%转化效率和超长寿命特性对阳光电源储能系统具有启发意义。虽然空间探索应用场景与地面储能差异显著,但其半导体材料优化、能量转换单元结构设计方法可借鉴于ST系列PCS的功率器件研发。特别是GaAs等宽禁带半导体的应用经验,可为阳光电源...

Chin-Tsan Wang · Pushparaj Palac1 · Xin-Chang Wang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 微生物燃料电池（MFC）在利用废水发电方面发挥着重要作用。然而，现有的微生物有时缺乏足够的能量，难以表现出显著的电流和功率密度。为解决这一问题，我们采用SolidWorks对设计的双槽MFC系统施加电磁波效应。其中一个槽容纳废水，另一个槽含有氢化钾溶液。实验中使用了5 cm × 5 cm的碳布片和7.5 cm × 9 cm的质子交换膜（PEM）薄膜。碳布经双氧水处理，并在90°C–100°C下加热3小时；PEM薄膜则在75°C下用双氧水煮沸两小时，随后浸泡于硫酸中。我们使用直流电源通过线圈...

解读: 该电磁波增强微生物燃料电池技术对阳光电源储能系统具有创新启发价值。研究表明2mT磁场强度可使电流密度提升至0.88mA/m²,污染物降解率达98%。这为ST系列储能变流器在工业废水处理场景的应用拓展提供思路:可将电磁场调控技术集成到PowerTitan储能系统中,实现废水处理与能量回收的耦合优化。该...