Yang Tian · Xianglei Liu · Qiao Xu · Qinyang Luo 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.382

摘要 相变储热（LHS）技术为解决间歇性热能供应与连续需求之间的不匹配问题提供了一种可行方案，但其充热/放热过程缓慢，导致功率密度较低。尽管已有多种翅片结构被提出以应对这一挑战，但通常以牺牲能量密度和增加系统复杂性为代价。受肠道内部结构与功能的启发，本文提出一种新型无翅片双梯度LHS装置，并集成氧化镁纳米颗粒（MgO NPs），以同时实现高能量密度和高功率密度。通过协同降低界面热阻并增加纳米颗粒周围原子密度，在LiNO3-KCl共晶盐中添加4 wt%的MgO纳米颗粒，使其导热系数和储能密度分别提...

解读: 该仿肠道无翅片相变储热技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。其通过纳米颗粒增强导热性和结构优化提升功率密度114.2%的思路,可应用于PowerTitan液冷储能系统的热管理优化,特别是电池簇温控设计。双梯度结构与涡流增强机制启发ST系列PCS散热方案改进,有助于提升功率器件热传导效率,降低系统热...

Nan Zheng · Qiushi Wang · Xingqi Ding · Xiaomeng Wang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381

摘要 为提高冬季电池利用率并提升系统的经济技术性能，本文提出了一种基于日前负荷预测的新型主动储能运行策略，应用于耦合了蓄热装置和全钒液流电池的太阳能多储能多联供系统。本文对比研究了该多联供系统在主动储能策略与传统策略下的运行过程差异及其技术经济性能。此外，还分析了两种策略下系统在制冷与供热模式中主要设备的能量输出及运行状态。最后，基于主动储能策略对该多联供系统进行了多目标优化，以权衡㶲效率与单位能源成本之间的关系。结果表明：采用主动储能策略时，电池利用率最高可比传统策略提高14.65个百分点，年...

解读: 该主动式储能运行策略对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。研究提出的基于日前负荷预测的主动调度策略,可使电池利用率提升14.65%,系统火用效率达30.41%,与阳光电源iSolarCloud平台的预测性维护功能高度契合。建议将该策略集成到储能系统EMS中,结合光储...

Matthew David Jackson · Geraldine Regnier · Iain Staffell · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380

[Corrigendum - 勘误文章，对已发表文章的修正或更正，无独立摘要]

Yungeon Kim · Taehyun Kim · Inkyu Le · Jinwoo Parka1 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379

摘要 液态空气储能系统因其高能量密度和对地理条件的低依赖性，在储能领域受到了广泛关注。然而，尽管该技术在提升基于可再生能源系统的性能方面具有巨大潜力，其商业化进程仍受限于较低的往返效率。此外，尽管已有研究致力于解决这些局限性，但其对其他热力系统的依赖以及面临的环境挑战仍未得到有效解决。本研究提出了一种独立运行的液态空气储能系统，能够提供高效且可持续的综合能源解决方案，具备同时供应电力、供热和供冷的能力。此外，本文对该系统进行了全面的能效、㶲、经济性和环境性能评估。在额定工况下，该系统可输出118...

解读: 该液态空气储能系统的多能互补技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要启示。其80.56%往返效率和冷热电三联供模式,可与我司储能PCS的能量管理策略深度融合,通过优化GFM控制算法实现多场景能源调度。系统的碳捕集技术为工业园区综合能源解决方案提供新思路,可结合iSolarC...

Haiyang Jiang · Jiajun Luo · Yan Guo · Ershun Du 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379

摘要 季节性热储能（STS）能够以热能形式长期储存可再生能源，从而有效缓解可再生能源供应与热负荷需求之间的季节性不匹配问题。本文建立了基于水体的STS温度分布模型，并考虑了储罐周围土壤隔热效应的影响。考虑到常用的荷电状态（SOC）模型在可再生能源系统调度问题中无法详细描述随时间变化的热损失过程，本文提出了一种温度场修正方法，用于校正调度结果。通过在Garver 6节点系统和HRP-38系统上开展三个案例研究，验证了所提方法相较于SOC模型在管理STS方面的更高精度。由于对热损失过程进行了更详细的...

解读: 该季节性热储能调度技术对阳光电源储能系统具有重要价值。论文提出的温度场修正方法可优化ST系列PCS的长周期储能调度策略,特别是在PowerTitan等大型储能系统中,通过精确建模热损耗动态过程,可提升可再生能源消纳率、降低弃电。该方法可集成至iSolarCloud平台,实现跨季节能量管理优化,为热电...

Fallon Colberts · Sara Bouguerr · Arnaud Wieclawski · Marta Casasola Paes 等15人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 光伏声屏障（PVNB）具有降低交通噪声和产生可再生电能的双重功能。本研究探讨了ZigZag型光伏声屏障（ZigZag PVNB）的应用潜力。由Wallvision公司开发的ZigZag Solar产品已在建筑立面应用中展现出高发电效率和优良美学设计的多重优势。在声屏障应用中，ZigZag结构除了具备上述优势外，还可通过在结构内部填充Rockwool材料，进一步提升安全性和降噪性能。在荷兰格莱嫩Brightlands Chemelot Campus园区设计并建造了一座ZigZag光伏声屏障，...

解读: 该光伏降噪屏障研究对阳光电源SG系列逆变器和集成应用具有重要参考价值。ZigZag结构因岩棉填充导致10-20°C温差,需优化热模型以提升MPPT精度,这与我司1500V系统温度管理技术高度相关。研究显示系统损耗达18%主要来自线缆和逆变器,验证了我司高效逆变技术的必要性。LCA分析指出DC/DC变...

Yi Zhang · Lei Fan · Haomiao Li · Bo Li 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 液态金属电池（LMB）因其长寿命和低成本的特性，被认为是大规模电网储能最具前景的解决方案之一。由于LMB具有全液态结构，许多研究人员面临的主要挑战是滥用条件对液-液界面稳定性以及发生内部短路（ISC）后的本征安全性的影响。本研究通过系统的实验研究，比较了不同滥用条件——包括机械滥用（振动、倾斜）、电气滥用（外部短路）和热滥用（热冲击）——对LMB电热特性的影响。结果表明，LMB在滥用条件下具有较强的自愈能力。值得注意的是，除由完全倾斜引发的ISC外，几乎所有由滥用条件引起的电压和温度变形在...

解读: 该液态金属电池安全性研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。研究揭示的机械滥用(振动>10Hz、倾斜>39.3°)易引发内短路特性,可指导我们优化储能系统BMS热管理策略和机械结构设计。电池自愈合能力及温度特征(550-564°C)为PCS保护算法开发提供依据,特...

F.Yi · J.M.Xu · B. X. Wang · Changying Zhao · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 热光伏（TPV）技术基于TPV电池的光伏效应，将热辐射直接转化为电能，在废热回收、电网级储能、聚光太阳能热发电等领域具有巨大的应用潜力。目前，由于缺乏统一的TPV电池能量转换效率测量标准方法，导致无法对不同TPV电池进行客观评估与比较，也影响了针对不同应用场景的电池选型。本文从理论和实验上展示了一种面向标准化的TPV电池效率测量系统，该系统在600–1600 °C温度范围内提供接近理想黑体的入射辐射光谱，符合普朗克定律描述，且具有良好的稳定性、可重复性，并接近实际TPV应用中的色温条件。通...

解读: 该热光伏(TPV)效率标准化测量技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。TPV在废热回收和电网级储能的应用场景与ST系列PCS及PowerTitan储能方案高度契合,特别是在工业余热发电与储能耦合领域。文中提出的黑体辐射光谱标准化测试方法可借鉴用于光伏逆变器效率测试体系优化,提升SG系列产品在复杂光...

Jintao Song · Yaping Fan · Fuqiang Wang · Xuhang Shi 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

化学吸收法二氧化碳捕集、压缩二氧化碳储能（CCES）和干法甲烷重整（DRM）可用于实现连续的碳捕集、储存与利用。然而，二氧化碳捕集过程通常伴随着显著的能量消耗。考虑到太阳能甲烷重整出口处存在废弃的高温热能，本文提出了一种耦合系统，其中利用DRM系统出口处的热能用于CCES，以提升系统做功能力，同时将余热及CCES的压缩热用于CO2捕集。研究建立了三个子系统的数学模型，进行了热力学分析，并完成了干法甲烷重整的实验验证。结果表明，该耦合系统可使电-电转换效率提高150.49%，达到220.33%；能...

解读: 该CO2压缩储能(CCES)耦合系统对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统具有重要启示。研究显示电-电转换效率可达220.33%,能量效率77.09%,验证了热电耦合储能的技术可行性。阳光电源可借鉴其多能互补架构,将储能系统压缩热与光伏制氢、碳捕集等工业负荷深度耦合,提升ST-P...

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...

Esther Rojas · Elisa Alonso · Margarita Rodríguez-Garcí · Rocio Bayon 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本研究旨在评估在特定填充床装置上实施SFERA-III项目所提出的热能储存原型关键性能指标（KPIs）评估方法的可行性。SFERA-III项目是一项由欧盟资助的项目，其目标之一是提升与聚光太阳能热利用技术相关的基础设施和服务水平。为了提高热能储存原型测试服务的质量，该项目制定并验证了一套测试协议和关键性能指标，这些指标已通过多种类型的设备进行了验证，但此前尚未在填充床装置上应用。本研究阐明了在将该协议应用于填充床原型时所遇到的挑战，以及所提出的替代解决方案及其对最终KPI结果的影响。分析结...

解读: 该填充床储热技术的KPI评估方法对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan产品具有重要参考价值。SFERA-III项目提出的标准化性能指标体系可借鉴用于优化我司储能系统的测试协议,特别是在热管理和能量密度评估方面。填充床的蓄热特性与电化学储能的热失控管理存在共性,其温度分层控制策略可启发ST系...

Ji-Wang Luo · Kentaro Yaji · Li Chen · Wen-Quan Tao · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本文提出了一种数据驱动的多保真度拓扑设计（MFTD）方法，用于相变热能储存管中翅片结构的设计。高保真度模拟采用焓法精确求解实际的固-液相变过程，而低保真度拓扑优化（TO）则仅考虑达西流动下的自然对流。上述MFTD方法被集成于进化算法框架中，并引入变分自编码器以生成新的后代个体。针对不同格拉晓夫数（Gr）下加速熔化与凝固过程的翅片结构进行了设计。研究发现，当翅片体积分数较低时，由于对流作用强烈，熔化设计呈现出显著的非均质性，而凝固设计则几乎呈各向同性。随着翅片体积分数的增加，翅片首先变长，随...

解读: 该数据驱动多保真度拓扑优化技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。针对PowerTitan等液冷储能产品,翅片结构优化可显著提升相变材料充放热效率,融化时间缩短27%、凝固时间缩短9%,直接改善ST系列PCS的热管理性能。该方法结合变分自编码器的演化算法框架,可应用于储能柜散热结构设计优化,提升功率...

Hongwei Liua1 · Wei Shuaia1 · Zhen Yao · Jin Xuan 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 固体氧化物电解池（SOEC）是一种将CO2和H2O转化为合成气的前沿技术，具有显著的经济与环境效益。然而，该过程需要大量的高温热量输入，传统上依赖电能供给。本研究提出一种创新方法，利用聚光太阳辐射作为SOEC的可再生热源，并通过集成热能储存（TES）系统来应对太阳辐射固有的波动性挑战。我们构建了一种混合模型，将多物理场仿真与深度学习算法相结合，能够在实时直法向辐照度条件下快速优化电解过程。研究结果表明，在系统架构中引入TES后，SOEC入口处的温度变化率显著降低了53%，从而确保了运行的稳...

解读: 该研究将光热储能与固体氧化物电解耦合的深度学习优化方法,对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要借鉴价值。其热能存储系统可降低53%温度波动率的控制策略,可应用于我司储能系统的热管理优化;混合多物理场仿真与深度学习算法的实时优化框架,可增强iSolarCloud平台的预测性维护...

Clint Ameri Wankouo Ngouleu · Yemeli Wenceslas Koholé · Fodoup Cyrille Vincelas Fohagui · Ghislain Tchuen · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 全球对电力生产的需求正在稳步增长，使得采用混合系统成为一项关键解决方案。这些系统被用于为不同地区提供电力，以应对太阳能和风能资源的间歇性问题。通过整合两种或多种绿色能源，混合系统需要对不同配置进行技术经济性和环境影响评估，以确保可再生能源资源的高效利用。本研究针对喀麦隆库塞里地区，对包含电池储能（BES）、燃料电池储能（FCS）、抽水蓄能（HES）和热能储能（TES）单元的光伏/风能/柴油混合系统，与仅使用柴油发电的系统进行了深入的技术经济与环境性能分析。优化过程针对十二种不同的混合系统展...

解读: 该研究对阳光电源混合储能系统具有重要参考价值。研究表明PV/柴油/热储能配置在经济性和环保性上表现最优,验证了我司ST系列PCS与光储柴一体化方案的技术路线正确性。热储能系统优于电化学储能的结论,启发我司可探索PowerTitan系统与热储能的混合配置,针对离网场景开发多能互补解决方案。研究采用的布...

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...

Simone Mucci · Marc-Daniel Stumm · Michael J.Rix · Alexander Mitsos · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 氨是一种有前景的无碳能源载体，因其可在温和条件下以液态储存，且由氢气和氮气生产氨的工艺已建立并具有较高效率。文献中已提出多种氨制电（Ammonia-to-Power）方案，其中许多采用了尚未成熟的电化学技术。本文在Aspen Plus软件中对三种氨储能方案的充能与放能阶段进行建模，旨在在高效性与技术成熟度之间寻求平衡。在充能阶段，所有考虑的方案均通过哈伯-博世（Haber–Bosch）工艺利用低温水电解产生的氢气合成氨。在放能阶段，建模了三种不同的氨转化过程：（i）利用储热提供的热能将氨热...

解读: 该氨储能技术为阳光电源长时储能方案提供新思路。研究显示氨储能往返效率30-34%,适合季节性储能场景,可与现有ST系列PCS形成互补。充电阶段的低温电解制氢环节可结合SG系列光伏逆变器实现绿氢生产,放电阶段的燃料电池技术与公司电力电子变换器技术协同。建议关注氨-氢-电转换路径的能量管理策略,将火用分...

Huawei Liu · Yongqing Zhang · Qianghui Xu · Wei Han 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 长期储能与高效率的卡诺电池系统对未来碳中和能源体系的发展至关重要。本文提出一种集成CaO/Ca(OH)₂热化学储能、超临界CO₂布雷顿发电与热泵循环以及部分工业余热的卡诺电池系统。该系统通过有效转换热能、化学能与电能，不仅能够利用过剩电力，还可提供住宅供暖，并实现按需向电网再生电力。基于差分进化算法与HEATSEP框架，构建了多层次优化工作流程，以优化传热过程与运行条件，从而获得能量方面最优的系统构型。优化后的系统表现出优异的性能指标，能量效率达到49.19%，㶲效率为40.48%，往返效...

解读: 该卡诺电池系统结合热化学储能与超临界CO2循环,对阳光电源长时储能技术具有重要启示。其71.52%往返效率和热电联供模式可应用于ST系列储能系统优化,特别是工业园区场景。超临界CO2循环的高效能量转换理念可借鉴至PowerTitan液冷系统热管理设计。多级优化算法框架对iSolarCloud平台的储...

Lewis Camero · Mark Winske · Ronan Bolto · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 大规模能源储存被视为实现脱碳的关键，但关于所需储能类型的最佳选择目前仍缺乏共识。季节性热能储存（Seasonal Thermal Energy Storage, STES）在一些国家（如丹麦和荷兰）的有效能源转型中已成为成熟的技术特征，但在英国，该技术仍处于边缘地位。本文通过五个地方供热项目的案例研究，探讨STES在英国可能的发展路径，以及大规模部署STES所面临的作用机制与挑战。基于对地方能源项目中STES出现与缺失情况的分析，我们识别出影响STES部署的关键因素，这些因素涉及技术、经济...

解读: 该研究揭示季节性储热(STES)在英国部署受阻的多层次因素,对阳光电源储能系统战略具有启示意义。PowerTitan及ST系列PCS虽聚焦电化学储能,但研究强调的'多层级政策协同'与'地方能源规划衔接'问题同样适用于电储能推广。建议:1)在英国等市场推广ESS方案时需加强与地方政府热电联供规划的整合...

Freerk Klasin · Marco Prenz · Thomas Bauer · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要：储能对于风能和光伏等可再生能源按需发电至关重要。利用热能储存（TES）技术对化石燃料电厂进行改造，为大规模电网储能提供了一种具有成本效益的解决方案。本文探讨了采用改进型硝酸盐熔盐技术将超临界燃煤电厂改造为高灵活性电网储能系统的技术路径。目前最先进的TES系统受限于最高工作温度（不超过560°C），因为更高温度会导致硝酸盐分解。而超临界蒸汽发电厂为实现最佳效率需要超过600°C的蒸汽温度。为解决这一矛盾，可通过封闭式气体处理系统将硝酸盐分解产生的气态产物保留在储热系统内部，从而在高达620°...

解读: 该620°C硝酸盐储热技术为阳光电源PowerTitan等大规模储能系统提供重要参考。通过热能存储实现10小时以上长时储能,与ST系列PCS形成互补方案。燃煤电厂改造的灵活性调度需求,可结合GFM控制技术和iSolarCloud平台实现源网荷协同优化。单罐热斜温层系统降低18%成本的思路,启发阳光电...

Jiacong Li · Chongyu Zhang · Michael R.Davidson · Xi Lu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 电力系统占中国总二氧化碳排放量的40%以上，截至2022年，56%的电力由火电厂生产。灵活运行的碳捕集与封存（CCS）技术已被提出作为实现燃煤电厂脱碳的有效措施，相较于传统CCS技术，其具有更低的捕集成本和更小的能耗惩罚。本研究刻画了在含有波动性可再生能源的大规模电力系统中，灵活碳捕集电厂（CCPPs）的运行特征，并量化了灵活CCPPs与波动性可再生能源之间协同作用在系统层面带来的环境与经济收益。小时级分析表明，灵活CCS可在用电高峰时段降低能耗，并在低谷时段满负荷运行，以利用原本将被弃用...

解读: 该研究揭示灵活碳捕集电厂与可再生能源协同运行的价值,对阳光电源储能系统具有重要启示。研究指出灵活CCS在低谷时段满负荷运行以消纳弃风弃光,这与阳光电源PowerTitan储能系统的调峰功能高度契合。通过ST系列PCS的GFM控制技术和iSolarCloud智能调度平台,可优化储能系统与火电机组的协同...