Lingfeng Tang · Haipeng Xi · Yongguan Wang · Zhanbo Xu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 商业建筑中的供暖、通风与空调（HVAC）系统可作为灵活性资源，促进可再生能源在电力系统中的集成。然而，冷水机组复杂的运行特性以及水循环与空气循环耦合下的多区域热动态特性导致HVAC系统控制模型复杂度高，限制了其运行灵活性的充分挖掘。为解决该问题，本文提出一种融合物理感知深度学习的模型预测控制（MPC）方法，以实现面向需求响应的深度灵活商业建筑HVAC系统控制。首先，采用具有高逼近能力的深度学习模型捕捉冷水机组的运行特性，并结合物理约束模块以保证运行约束的满足；多区域热动态则利用基于先验建筑...

解读: 该物理感知深度学习MPC技术对阳光电源工商业储能系统具有重要应用价值。论文中HVAC柔性调控思路可迁移至ST系列PCS的需求响应场景:利用深度学习建模复杂负荷特性,结合物理约束保证设备安全运行;图卷积网络建模多区域热动态的方法,可借鉴用于PowerTitan多簇电池热管理协同优化;混合整数线性化嵌入...

Wei Li · Zihan Gao · Shida Liu · Jing Wang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 能源存储因其在平衡能源供需、减少可再生能源不稳定性以及提高能源效率方面的潜力而受到越来越多的关注。相变材料（PCM）被用于增强储热罐的热性能。然而，传统的PCM应用面临传热效率低的问题。红细胞（RBC）形状的封装PCM可能克服这一缺陷。本文采用实验与数值模拟相结合的方法，对RBC形状封装PCM储热罐和球形封装PCM储热罐在蓄热与放热时间、有效放热量、温度分层、理查德森数（Richardson number）以及能量效率等方面进行了研究。结果表明，RBC形状封装PCM储热罐的平均完全熔化时间...

解读: 该红血球型相变材料封装技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究显示RBC型PCM相比球形封装熔化时间缩短44.73%,热传递效率显著提升,可应用于PowerTitan液冷储能系统的热管理优化。通过改进相变材料封装形态,能提升ST系列PCS温控性能,增强温度分层效果,提高能量利用率7.5%。该技术...

Hyun Ho Shina1 · Changho Hana1 · Yeonsook Heo · Hoseong Lee 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 地表水源热泵（SWHPs）是实现大型办公建筑可持续供热与制冷的有前景解决方案。然而，关于采用离心式压缩机并结合热能存储（TES）的SWHPs在部分负荷条件下的性能研究仍较为匮乏。本研究提出了一种针对配备离心式压缩机和热能存储系统的SWHPs的最优运行策略，旨在通过优化大型办公建筑中的部分负荷运行来提高能源效率并降低运行成本。通过动态仿真分析了多种运行工况，考虑了建筑负荷率、水温以及最大部分负荷率（PLR）等因素。本文提出了一种新颖的部分负荷率限制策略（TPSC），相较于满负荷运行策略（TF...

解读: 该研究的部分负荷优化策略与阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统高度契合。论文提出的多目标遗传算法优化方法可借鉴至储能系统充放电策略,通过神经网络预测负荷曲线,优化PCS功率调度。研究实现80.4%夜间用电占比及16.8%成本削减,验证了储能削峰填谷价值。可结合iSolarCloud平...

Nelson James · Ransisi Huang · Jason Woods · Eric Kozuba · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.387

低成本储能将在支持能源行业脱碳方面发挥重要作用。本文提出了一种用于建筑的新型显热储能方法，该方法利用装有防冻液的储罐在机械通风系统中加热室外空气。如果将液体加热至足够高的温度，在寒冷气候下的放电过程中，其温度波动可能接近100°C。由于显热储能系统的能量密度与系统温差成正比，因此该概念相比其他应用于建筑领域的液态显热储能装置具有实现更高能量密度的潜力。本文建立了一维数值模型，并采用30 wt%（质量分数）乙酸钾水溶液作为防冻液进行了实验验证。在实验室条件下，使用商用热水箱实现了47.0千瓦时每立...

解读: 该建筑显热储能技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要启示价值。其高能量密度(74.7kWh/m³)和低成本特性,可与PowerTitan储能方案结合,应用于建筑微网场景。通风耦合设计理念可启发我们开发建筑一体化储能产品,将PCS与暖通系统深度融合。该技术的温度大幅波动特性(100°C)对储能热管理系...

Joshua Mc Tigu · Jason Hirsch · Zhiwen Ma · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.387

摘要 抽水式热能储存（Pumped Thermal Energy Storage, PTES）是一种适用于长时储能（10−1000小时）的电力储存系统，因其能量容量的边际成本较低而具有优势。本文提出了一种采用颗粒物储热技术的PTES系统的技经模型。颗粒物成本低廉，并可在较宽温度范围内运行，相较于其他PTES设计方案，能够实现更高的效率并降低成本。我们展示了往返效率、单位功率输出、资本成本以及平准化储能成本（LCOS）如何依赖于压力比、换热器端温差、压降和最高运行温度等关键参数。我们将基于颗粒物的...

解读: 该泵热储能(PTES)技术为阳光电源长时储能方案提供重要参考。硅颗粒储热系统66%往返效率和0.115美元/kWh储能成本,显著优于锂电池,适合PowerTitan系列拓展至10-100小时长时储能场景。直接接触式流化床换热技术可启发ST系列PCS热管理优化。其低边际成本特性与阳光iSolarClo...

Mohammadamin Ahmadfar · Ehsan Baniasadi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.387

摘要 地下热能储存井（BTES）系统正成为一种极具前景的技术，可用于储存间歇性的可再生热能资源。BTES系统利用地下作为热储层，在能源过剩时将热量储存，并在需要时提取使用。这种机制使系统能够应对可再生能源供应与建筑供暖和制冷需求之间不匹配的挑战。该技术不仅提高了可再生能源系统的效率，还有助于减少温室气体排放以及对化石燃料的依赖。本研究在BTES领域引入了一种新颖的文献分析方法，结合使用文献计量学与定性分析工具，包括SciMAT、VOSviewer和NVivo，为传统的手工综述方法提供了一种系统化...

解读: 钻孔热储能(BTES)技术为阳光电源储能系统拓展季节性储能应用提供新思路。可结合ST系列PCS与PowerTitan储能系统,构建电-热耦合储能方案:利用光伏发电余量通过热泵驱动地下热储存,在供暖季回收利用。iSolarCloud平台可集成地温监测与负荷预测算法,优化充放热策略。该技术与电化学储能互...

Sankhadeep Bhattacharyy · Quang Truong Dinh · Andrew Mcgordon · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386

电池热管理系统（BTMS）对于提升电动汽车电池的性能和寿命至关重要。由于结构紧凑，轻型电动车辆（LEVs）对BTMS的尺寸和重量存在严格限制。热电冷却器（TECs）以其紧凑性和可靠性著称，有望成为LEVs中BTMS的潜在解决方案。然而，TECs在BTMS中的集成仍缺乏对TEC材料的最优选择、BTMS的最优设计以及运行特性的系统分析，这些正是本研究重点解决的关键问题。首先，本文建立了一种适用于与TECs集成的简化电池模型，能够反映电池内部的温度分布。随后通过仿真和BTMS性能分析，量化了在不同产热...

解读: 该热电冷却器优化技术对阳光电源轻型电动车充电解决方案及储能热管理具有重要参考价值。研究中TEC材料选型、多目标优化方法可应用于ST系列储能PCS的电池热管理系统设计,特别是功率器件散热优化。文中提出的5.89%能耗节省潜力与阳光电源iSolarCloud平台的预测性维护策略结合,可提升充电桩及储能系...

Chengxu Chen · Xiaoze Du · Lizhong Yang · Alessandro Romagnoli · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386

摘要 提出了一种具有不同填充比的级联多层填充床热能储存（TES）单元，以提升其热性能。建立了一个用于模拟流体传热的同心分散模型，并通过实验验证了其有效性。在此基础上，设计了四种结构方案，研究相变材料在不同熔点下填充比对填充床TES系统热性能的影响，包括均衡层、上重层、中重层和下重层结构。采用响应面法与因子分析法进行多因素多目标优化。不同于以往仅设计若干不同相变材料填充比构型的研究，本研究着重探讨填充比与热性能之间的相互作用关系，以及为实现最佳热性能各层最优填充比的确定。结果表明，下重层结构具有最...

解读: 该级联填充床相变储热技术对阳光电源PowerTitan液冷储能系统和ST系列PCS具有重要参考价值。研究中的多目标优化方法(充电时间778分钟、能量利用率62%、储能容量99.76MWh)可应用于我司储能热管理系统设计,特别是底重层配置的高能量利用率(61.72%)与我司液冷技术追求的高效散热目标一...

Xubing Fuab · Yan Liuc · Xiaodong Wanga · Lei Kangb 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386

摘要 由于具有独特的二维（2D）平面结构，石墨烯展现出优异的力学、电学、化学和热学性能，在能量存储与转换应用中表现出巨大的潜力。本文系统综述了石墨烯基复合材料在锂离子电池（LIBs）、燃料电池和太阳能电池中的最新研究进展。本综述旨在阐明石墨烯基材料作为锂离子电池中的电极/添加剂、燃料电池中的改性剂/催化剂以及太阳能电池中的电极/传输层/活性层材料时的结构-性能关系及其设计与合成策略。此外，还重点讨论了石墨烯基材料在实际应用中所面临的挑战及其显著的应用价值，这将为其在可再生能源转换与存储系统中的广...

解读: 石墨烯基复合材料在储能与能量转换领域的研究对阳光电源具有重要战略价值。在储能系统方面,石墨烯改性电极材料可提升PowerTitan储能系统中锂电池的能量密度和循环寿命,优化ST系列PCS的充放电效率;在光伏领域,石墨烯透明导电层和载流子传输层技术可改善SG系列逆变器配套组件的光电转换效率;在电动汽车...

Yunren Sui · Zhixiong Ding · Zengguang Sui · Haosheng Lin 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386

摘要 季节性热能储存技术在解决能源需求与供给在不同季节之间的时间和强度不匹配方面具有巨大潜力。吸收式热能储存因其高储能密度（ESD）和极低的能量损失，适用于长期储能，但面临结晶、较高的平准化成本以及放电速率下降等挑战。为克服这些局限，本研究首次提出一种采用新型深共熔溶剂（DESs）的多单元吸收式热能储存系统（MATES），以实现无结晶、低成本且稳定的能量储存。针对跨季节应用场景，该装置采用多单元结构并结合一次通过式放电策略，以确保稳定的输出；所提出的基于DES的工作流体具有较低的结晶温度和成本，...

解读: 该季节性热化学储能技术对阳光电源储能系统具有重要启示价值。研究提出的多单元吸收式储能(MATES)与深共熔溶剂方案,能量密度达549.6 kJ/kg,平准化成本仅0.032-0.040美元/kWh,可为ST系列PCS和PowerTitan系统提供跨季节储能方案设计参考。其低温(<50°C)太阳能利用...

Siyan Chan · Ken Chen · Kongfu Hu · Lingfeng Shi 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.385

摘要 光伏/热（PV/T）集热器能够同时产生热量和电能，但在炎热天气下会出现过热现象，显著影响其性能和使用寿命。为解决这一问题，本研究提出在传统PV/T集热器中引入可切换的散热模式，以增强热管理能力。该方法可在热需求较高时实现高效热量收集，并在热需求较低时及时进行散热。本文介绍了四种具有不同可切换散热结构的PV/T集热器，并利用经过验证的二维稳态数学模型对其进行分析。结果表明，在合肥典型的夏季晴天条件下，这四种可切换冷却模式可显著降低停滞温度，降幅范围为26.2°C至46.6°C，从而将发电效率...

解读: 该PV/T热管理技术对阳光电源光伏逆变器产品具有重要参考价值。研究表明可切换散热模式可降低组件温度26-47°C,提升发电效率2.22-3.94%,这与SG系列逆变器的MPPT优化技术高度协同。建议将组件温度监测集成到iSolarCloud平台,结合储能系统ST系列PCS实现热电联供智能调度,在高温...

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...

Bence Szi · Martin János Mayer · Viktor Jozs · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384

摘要 为了避免电解液发生热致沉淀，钒氧化还原液流电池的电解液温度应维持在5–40 °C之间。因此，必须配备在线热管理系统，而这会影响电池的效率。本文进行了详细的热分析，考虑了集装箱结构、内部热辐射、全球辐照度以及系统与环境之间的热交换关系，并在全球八个不同气候条件的气象站开展了研究。为满足安全运行阈值要求，采用了一种混合式热管理系统以最小化加热和冷却的能量消耗，该系统包括控制风门、冷却风扇、空调设备以及电解液的加热与冷却回路。仿真分别在一年中最冷和最热的连续10天内进行，以确定所需的保温层厚度以...

解读: 该钒液流电池热管理研究对阳光电源PowerTitan储能系统具有重要参考价值。文章提出的混合热管理策略(风冷+空调+电解液温控)可应用于ST系列PCS的温控优化,特别是极端气候下的能效管理。研究显示热管理系统在极热条件下消耗达11%输入功率,这为阳光电源储能系统在全球不同气候区的部署提供了热设计依据...

Mao Liu · Xiangyu Kong · Jijian Lian · Jimin Wang 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384

摘要 大规模风电和光伏电力的接入给电力系统的运行带来了显著的不确定性。为提升系统的经济性和可靠性，本文研究了包含级联抽水蓄能（CPHES）系统和直流输电的多能源电力系统的协调日前调度问题。本文提出了一种联合优化模型，旨在最小化系统总运行成本及可再生能源弃电惩罚，显式考虑了CPHES的灵活调节能力、直流输电的功率损耗以及各类运行约束。为有效应对风电和光伏发电预测中的不确定性，本文构建了一种基于矩信息的新型两阶段分布鲁棒优化（DRO）调度方法。该方法通过构造包含均值、方差和偏度信息的矩型模糊集，有效...

解读: 该分布式鲁棒优化调度技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。论文中梯级抽水蓄能与直流输电协调调度的思路,可直接应用于ST系列PCS与PowerTitan储能系统的多场站协同控制策略。基于矩信息的两阶段DRO方法能有效处理光伏出力不确定性,可集成到iSolarCloud平台的日前调度模块,提升SG系列...

Peng Lu · Hanqing Lan · Qiwei Yuan · Zhihao Jiang 等14人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384

摘要 将大规模风电与大量电动汽车（EV）负荷接入电力系统，对电网的安全性与经济运行带来显著影响，带来了诸如电网调度指令频繁变动、电动汽车充放电行为无序以及网络损耗增加等一系列挑战。为此，本文建立了一种考虑大规模电动汽车的输配电网双层优化调度策略模型，采用分布式近端策略优化方法，高效管理机组出力及系统的充放电能力，并实时将这些能力分配至各个节点。上层模型以最小化系统总运行成本为目标，优化热电机组的运行状态，并调控输电网络中参与充放电的电动汽车数量；下层模型则通过优化配电网络中电动汽车的充放电功率、...

解读: 该输配电网双层优化策略对阳光电源储能及充电桩业务具有重要价值。文中分布式近端策略优化算法可应用于ST系列储能变流器的多站点协调控制,优化PowerTitan储能系统在电网调度中的充放电策略,降低网损成本。针对大规模电动汽车接入场景,可指导充电桩产品开发智能调度功能,结合iSolarCloud平台实现...

Arash Kazemian · Hongxing Yang · Changying Xiang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384

摘要 本研究提出了一种集成太阳能热增强装置的光伏光热系统（Photovoltaic Thermal with Solar Thermal Enhancer, PVT-STE），旨在提升传统光伏光热（PVT）系统的性能。通过引入太阳能热增强器，PVT-STE系统采用独特的顺序传热机制，显著提高了热效率和电效率。该系统结构设计使传热流体首先流经PVT模块，随后进入增强型太阳能热（ST）模块，从而获得更高的流体温度，适用于从住宅到工业的多种应用场景。系统配置涵盖从完全太阳能热模式到全光伏光热模式之间的...

解读: 该PVT-STE光热光伏耦合系统研究对阳光电源具有重要启示。系统通过热流体串联传热机制实现光伏与热能协同优化,与我司SG系列逆变器的MPPT技术和ST系列储能变流器可形成互补方案。研究揭示的光伏-热能配比权衡特性,可指导我司开发智能能量管理算法,通过iSolarCloud平台实时优化电热输出比例。特...

Ding Wu · Bo Ma · Xiaohui Huang · Xian Wu 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384

摘要 为区域供热并促进可再生能源电力的消纳，高温热泵技术预计将在由可再生能源驱动的热能储存系统中发挥关键作用。然而，目前关于高温热泵性能预测的研究通常基于特定的换热器传热关联式，难以指导在高温热泵系统的换热器设计和系统性能评估中对两相流关联式的选择与组合。本研究聚焦于不同两相流关联式的影响，针对用于部件设计和系统性能预测的8种关联式（4种流动冷凝关联式和4种流动沸腾关联式）开展了对比研究。结果表明，对于设计工况下的冷凝器或蒸发器，其尺寸、成本及碳排放均显著受到不同两相流关联式的影响。在16组两相...

解读: 该高温热泵4E分析技术对阳光电源储能系统热管理具有重要参考价值。PowerTitan等大型储能系统面临显著热管理挑战,研究揭示的两相流换热关联式选择对换热器设计、成本及碳排放的影响,可直接应用于ST系列PCS和集装箱式ESS的冷却系统优化。特别是非设计工况下9.88%的制热量波动和6.76%的火用效...

Zhixiong Ding · Wei Wu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384

摘要 可再生能源普遍具有品位低和不稳定性等特点，限制了其广泛利用。需要通过能量升级技术将不可直接利用的可再生能源转化为可用能源，同时还需要配备储能系统以解决能源供给与终端用户需求之间的时间与强度错配问题。因此，基于解吸-吸收循环的储能型热变换器（ESHT）被提出，并被视为一种有前景的解决方案。为进一步降低热输入温度并提升循环性能，实现对可再生能源的深度利用，本文提出并研究了一种新型两级ESHT循环。首先开展了初步实验，并利用实验结果验证了所建立的动态模型的准确性。随后，对比分析了基本型ESHT循...

解读: 该两级储能热变压器技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要参考价值。研究实现了55-60°C低温热源下35-50°C温升,储能密度从51提升至96.1 kWh/m³,为PowerTitan等大型储能系统的热管理优化提供新思路。可探索将吸收式热泵技术集成到PCS热管理中,利用系统余热实现温度提升,降低冷...

Sihwan Lee · Risa Ito · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383

摘要 光伏（PV）集成遮阳装置（PVSDs）将太阳能遮阳与发电功能结合于建筑立面上，能够有效利用太阳能，推动近零能耗建筑的发展。在高层建筑中，屋顶光伏容量有限， necessitates 将光伏系统集成到建筑立面，但垂直安装的PVSDs会降低发电量。本研究提出并验证了一种创新的通风型光伏集成遮阳装置，该装置将光伏板与通风式太阳能遮阳百叶相结合。系统在百叶顶部和底部设有开口，允许空气流通，从而实现对太阳能电池板的被动冷却，在不消耗额外能源的情况下缓解发电效率的下降。在制冷季节，室外空气通过百叶上升...

解读: 该通风式BIPV遮阳系统为阳光电源SG系列组串逆变器在建筑立面应用提供重要参考。研究证实被动风冷可提升垂直安装光伏组件发电效率,这与我们MPPT优化技术形成协同:可针对温度变化动态调整工作点。建议结合iSolarCloud平台实时监测面板温度与发电量关联性,为高层建筑BIPV项目开发智能通风控制算法...

Yayun Tang · Chengyan Zhang · Jie Ji · Hao Xi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383

摘要 将光伏（PV）组件集成到建筑设计中不仅能够提升建筑美学，还有助于实现可持续的电力生产。然而，建筑集成光伏（BIPV）系统仍面临若干挑战，包括效率欠佳、废热未被有效利用、眩光问题以及空调系统高能耗等。本研究通过半透明BIPV/T幕墙（CW）系统与空气处理过程的协同运行，旨在解决上述问题，并提升建筑的热性能、电性能及采光性能。研究方法结合了基于能量平衡方程建立的热学与电学模型，以及采用光线追踪原理的光学模型。这些模型被实现在一个集成了Matlab、TRNSYS和DesignBuilder的动态...

解读: 该BIPV/T协同系统研究对阳光电源光储一体化方案具有重要启示。系统通过主动通风降低组件温度9.03°C、提升发电效率0.26%的技术路径,可与SG系列逆变器的MPPT优化算法协同,实时追踪温度变化调整工作点。建筑侧7.87%的综合能耗削减潜力,为ST系列储能PCS与HVAC系统深度耦合提供应用场景...