Fugui Donga · Peijun Wanga · Wanying Lib · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

在全球能源转型背景下，可再生能源项目的投资决策至关重要。风光氢储一体化（WPHSI）项目的评估涉及多源信息、复杂指标和动态专家意见，传统方法难以满足其动态性与复杂性的决策需求。本研究提出了一种基于多属性决策（MADM）的新型投资适宜性评估框架。首先构建了宏观—微观评价体系；设计了一种具有权重更新机制的动态社会网络专家赋权方法，并进一步提出三阶段赋权流程：（1）基于云模型的决策试验与评价实验室方法（CDEMATEL）量化指标间的因果关系并计算主观权重；（2）引入基尼系数改进传统的基于标准间相关性的...

解读: 该风光氢储一体化项目多属性决策框架对阳光电源具有重要战略价值。研究提出的GIS选址与动态评估方法可直接应用于PowerTitan储能系统和ST系列PCS的项目部署优化,特别是在内蒙古等新能源富集区的多能互补场景。云加权赫罗尼安算子的多维评估机制可融入iSolarCloud平台,增强智慧运维的投资决策...

Ilkka Jokinen · Matti Lehtonen · Janne Hirvonen · Juha Jokisalo 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 全球范围内，能源行业是二氧化碳（CO2）排放的主要来源。本研究探讨了在一个国家能源系统中，通过部门耦合实现电气化所能达到的CO2减排效果。分析涵盖了区域供热生产、客运车辆交通和建筑存量的电气化，同时提高了风能、太阳能光伏发电和核能在发电中的比重。通过增加无碳排放的电力生产以及电气化能源部门之间的部门耦合，实现了显著的减排成果，在多种情景下均达到了设定的95%减排目标，即1.77百万吨（Mt）CO2。该目标在有无扩大核能装机容量的情景下均可实现，但若不扩大核能容量，则年成本将高出6.1亿欧元...

解读: 该研究验证了多能源耦合脱碳路径,与阳光电源ST储能系统、SG光伏逆变器及充电桩产品线高度契合。研究指出需14-41%峰值负荷的可调度备用容量及6-28%弃电消纳,这正是PowerTitan储能系统的核心应用场景。区域供热储能优化结论可启发我司开发热电联储解决方案。建议基于iSolarCloud平台整...

Mohammed Lemaalem · Selva Chandrasekaran Selvaraj · Ilias Papailias · Naveen K.Dandu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 锂-二氧化碳（Li-CO2）电池因其高的理论能量密度和固定CO2的能力而成为有前景的储能系统，其依赖于放电/充电循环过程中可逆生成Li2CO3/C。本文提出了一种多尺度建模框架，整合了密度泛函理论（DFT）、从头算分子动力学（AIMD）、经典分子动力学（MD）以及有限元分析（FEA），用于研究原子尺度和电池层级的性质。所研究的Li-CO2电池由锂金属负极、离子液体电解质以及负载Sb0.67Bi1.33Te3催化剂的碳布正极组成。采用Kubo-Greenwood公式，通过DFT和AIMD计算...

解读: 该多尺度建模方法对阳光电源储能系统开发具有重要借鉴价值。研究揭示Li-CO2电池容量随放电倍率呈指数衰减(0.1mA/cm²时81570mAh/g降至1mA/cm²时6200mAh/g),核心瓶颈在于Li2CO3沉积堵塞孔隙限制CO2传输。该建模框架结合DFT、分子动力学与有限元分析,可应用于ST系...

Mohammad Hasibul Hasan · Dominik Keiner · Christian Breyer · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 本研究针对全球划分为145个区域的地区，对100%可再生能源系统中的跨年度储能需求进行了全面分析。该研究首次在全球范围内评估了太阳能和风能资源在多个部门（包括电力、热力、交通和海水淡化）的应用情况。跨年度储能选项包括氢气、甲烷和液体燃料。基于美国国家航空航天局（NASA）1984年至2005年的高分辨率气象数据，分析了不同区域的储能需求、可再生电力发电的过剩容量以及相关的经济影响。结果表明，各区域在储能需求方面存在显著差异，其中氢气再发电系统的储能需求在全球不同区域之间的变化范围最广。本文...

解读: 该研究揭示跨年度储能在全球100%可再生能源系统中的关键作用,对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要战略价值。研究发现提高光伏风电装机过容量(5%)比大规模储能更经济,这验证了阳光电源SG系列逆变器与储能系统协同优化的技术路线。氢储能再电气化需求(417.4 TWh)为公司开...

Hao Huang · Ze Yanga · Ziqi Chena · Xuqi Wanga 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 铝离子电池（AIBs）具有高容量、安全性以及环境可持续性等诸多优势，被视为移动电源和储能应用领域中极具前景的技术解决方案。然而，过量电解质的使用会降低能量密度，且大容量电池存在热不稳定性问题，这些因素严重阻碍了其大规模应用。AIBs的能量存储机制涉及在氯铝酸盐离子液体电解质中，金属铝（Al）在负极的可逆沉积/溶解过程，以及AlCl₄⁻在石墨正极的嵌入/脱嵌过程。这些电化学反应导致两种阴离子（AlCl₄⁻ 和 Al₂Cl₇⁻）浓度发生动态变化，进而影响电解质的导电性、扩散系数以及电池的极化行...

解读: 该铝离子电池双阴离子电化学模型对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。其电池管理策略优化思路可应用于PowerTitan储能系统的BMS算法改进,通过精确模拟电池内部状态(仿真误差<0.38%)提升ST系列PCS的充放电控制精度。正负极材料质量比优化方法(1.85:1)可指导储能电芯设计,提高能量密度。...

Yufei Zhoua · Hanfei Zhang · Shuo Liua · Jin Huang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 液态空气储能（LAES）是一种极具前景的大规模储能技术，其中冷能循环是其关键技术环节。然而，在LAES系统的初始启动阶段，或在长时间停机维护后的重启过程中，系统可能面临冷能储存不足的问题，而现有研究尚未充分解决在此类条件下如何建立冷能循环的难题。基于LAES系统的动态模型，本研究首先探讨了在无冷能储存的情况下，仅依靠空气节流冷却效应实现空气液化的启动过程及其性能表现。随后，提出了一种利用液化天然气（LNG）额外冷能辅助LAES系统在无冷能储存条件下启动的新方案，并建立了相应的评价指标体系，...

解读: 该LAES液空储能冷启动技术对阳光电源大规模储能系统具有重要借鉴价值。研究揭示的冷储能不足导致启动时间延长30倍的问题,与我司PowerTitan等大型储能系统面临的长期停机后重启挑战高度相关。LNG辅助冷启动方案将启动时间缩短至1/15.2,启发我司ST系列PCS可开发类似的辅助预热/预冷策略,通...

Loiy Al-Ghussain · Zifeng Lua · Mohammad Alrbai · Sameer Al-Dahidi 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 本研究对利用太阳能光伏（PV）、风能以及光伏/风能混合系统结合质子交换膜（PEM）电解槽进行的可再生氢气生产进行了全球评估。采用多目标优化方法，评估了系统的经济技术性能及生命周期温室气体（GHG）排放，并考虑了系统组件中的内含排放。结果确定了以最小化氢气平准化成本（LCOH）和氢气碳强度（CI）为目标的最优配置，展示了到2030年实现成本与碳强度降低的潜力。具体而言，在中东和北非（MENA）地区以及智利等高辐照区域，独立光伏系统可实现氢气平准化成本低于6.5美元/千克H₂，碳强度低于2.5...

解读: 该研究对阳光电源光伏制氢系统集成具有重要价值。SG系列光伏逆变器结合ST系列储能PCS可构建混合制氢系统,通过MPPT优化和VSG控制技术提升电解槽供电稳定性。1500V高压系统可降低制氢度电成本,三电平拓扑和SiC器件提高转换效率。iSolarCloud平台可实现光伏-储能-制氢全链路智能调度,优...

Yunfei Zhang · Jian Lia · Mingzhe Yua · Xu Chena 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 卡诺电池是一种新兴的长时电能储存技术，有望大规模应用于促进波动性可再生能源的消纳。然而，卡诺电池由热泵、储热和热机单元组成，其内部存在复杂的能量流耦合关系。在不同工况下决定电-电（PTP）效率的主导因素及其耦合关系尚不明确，传统的优化方法也因耗时较长而制约了优化设计进程。本文构建了SHapley加性解释（SHAP）模型，用于识别卡诺电池的主导因素及其相互间的耦合关系。进一步提出一种融合SHAP与物理引导神经网络（PGNN）的新型优化方法——SPGO方法，能够快速实现最大PTP效率并给出相应...

解读: 该卡诺电池优化技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。论文提出的SHAP主导因素识别与物理引导神经网络(PGNN)优化方法,可应用于ST系列PCS及PowerTitan储能系统的效率优化。其多物理场耦合分析思路与SiC器件热管理优化高度契合,PGNN模型在插值/外推场景下误差降低15-30%的表现,...

Yilong Zhou · Shredatta Marath · Miro Zeman · Olindo Isabell 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

在城市地区集成光伏（PV）系统可增强本地可再生能源电力生产，但由于光伏组件反射率较低，也会导致地表反照率降低。反照率的下降增加了地球对能量的吸收，从而产生正的辐射强迫（RF）；而光伏电力替代化石燃料发电则通过避免二氧化碳排放产生负的辐射强迫。本研究采用一种新颖的工作流程，量化了城市屋顶光伏部署的净辐射强迫影响。该工作流程结合了两个模型：（1）几何光谱反照率（GSA）模型，利用LiDAR数据和地理配准的材料分布图，模拟光伏集成前后的反照率变化；（2）基于简化天际线的光伏模型，利用LiDAR提取的屋...

解读: 该研究揭示城市光伏部署的反照率降低效应及辐射强迫动态平衡机制,对阳光电源SG系列逆变器和iSolarCloud平台具有重要指导意义。研究表明低碳电网场景下反照率负效应凸显,这要求提升系统发电效率以缩短气候收益回收期。可启发我们优化MPPT算法、采用SiC功率器件降低损耗,并通过iSolarCloud...

Jiale Wena · Xicong Mia · Yubo Yaoa · Shengying Xiaoa 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 针对大型远洋船舶在多场景任务中对长续航、高效率运行的需求，本文提出一种结合并联级间冷却再热燃气轮机（IRGT）与固体氧化物燃料电池（SOFC）的新型全电推进系统。研究了该系统在典型运行场景下的协调功率切换特性及其相互关系，并制定了兼顾效率与安全性的宽负荷范围最优功率分配策略。结果表明，经验证的68 MW船舶混合动力系统在设计工况下效率达到50.1%，最大误差仅为2.5%，具有较高的建模精度。当船舶处于全速航行场景时，推进系统以2.11的功率比运行，效率为50.1%，此时需保证燃料流量大于0...

解读: 该船舶混合动力系统的多场景功率分配策略对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要借鉴价值。其SOFC/燃气轮机协调切换机制可应用于光储充一体化场景的多模式能量管理,特别是GFM/GFL控制策略在微电网孤岛与并网切换中的优化。研究中50.1%系统效率及10%-108%宽负载范围运行...

Weiming Mac · Daogui Tanga · Mingwang Dongc · Hamidreza Arasteh 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 极端天气事件对港口电力系统的稳定性和韧性构成严重威胁，可能导致关键负荷中断和大规模故障。为应对这些挑战，本文提出了一种针对港口综合多能系统（PIMES）中软开放点（SOP）与储能系统（ESS）的协调配置框架。该框架通过一个两阶段鲁棒优化模型，联合优化设备容量配置与运行策略，有效处理风能与太阳能发电中的不确定性，从而在经济性与电网韧性之间实现平衡。在第一阶段，框架确定SOP与ESS的容量，以提升电网灵活性和能量储备能力，进而构建灾前防御策略。在第二阶段，根据港口区域内负荷的重要性进行分类，并...

解读: 该港口多能源系统韧性增强研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。论文提出的SOP与ESS协同配置框架,可指导我司储能产品在港口场景的容量优化和分级调度策略。其两阶段鲁棒优化模型可融入iSolarCloud平台,实现极端天气下关键负荷100%供电保障。宁波舟山港...

Jiacheng Gaoa · Yanlong Lva · Lejun Feng · Jun Sui 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 相变潜热储能（LHTES）技术可通过利用可再生能源和实现削峰填谷，有效降低数据中心的冷却能耗。然而，由于缺乏适用于实际工程应用的放电功率控制方法，该技术的大规模推广应用受到限制。为应对这一挑战，本研究采用结合数据校正的模型预测控制（MPC）策略，解决LHTES系统的功率控制难题，并在中国某数据中心冷却系统改造项目中进行了验证。首先设计了一种高效的LHTES装置，并通过一系列充/放热实验表征其储热特性。基于装置结构建立了温度场模型，利用传热流体与相变材料（PCM）温度的实验数据进行复合参数辨...

解读: 该LHTES相变储能MPC控制技术对阳光电源ST系列储能系统和数据中心解决方案具有重要参考价值。研究中采用的模型预测控制结合卡尔曼滤波数据校正方法,可借鉴应用于PowerTitan液冷储能系统的热管理优化,将功率控制误差降至3%以内。特别是在数据中心场景实现21.5%节能和60.3%成本削减的案例,...

Yashuai Huang · Xilin Shi · Shijie Zhuc · Xinxing Wei 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 氢气作为一种兼具储能介质、原料和燃料多重角色的能源载体，目前受到广泛关注。地下氢气储存（UHS）被认为是大规模氢气储存的一种安全、经济且高效的解决方案，然而相关技术经济研究仍较为有限。本文基于工程案例，建立了针对枯竭气藏（DGR）、盐穴（SC）和衬砌岩洞（LRC）三种储氢方式的氢气储存平准化成本（LCOHS）计算模型。研究重点分析了氢气储存规模及注采频率对LCOHS的影响，旨在从经济角度为能源管理与政策制定提供数据支持。结果表明：（1）当储存容量为10^7 kg、每年完成一次注采循环时，盐...

解读: 该地下储氢技术研究对阳光电源储能系统具有战略参考价值。研究表明盐穴和岩洞储氢在高频注入-提取场景下成本优势显著(0.31-0.38美元/kg),这与我司ST系列PCS和PowerTitan储能系统的快速响应特性高度契合。可探索将地下储氢与电化学储能形成互补:电化学储能负责高频调节,地下储氢承担季节性...

Yun-Peng Song · Takeshi Ishihar · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 本研究提出了一种新型动态尾流模型，通过引入新的尾流传播速度模型和尾流偏转模型，用于预测实时风速和发电功率，并通过数值模拟和风洞试验进行了验证。首先，采用非定常雷诺平均纳维-斯托克斯（URANS）模型对动态尾流模型进行评估，并以相位平均的大涡模拟（LES）结果进行验证。基于考虑多种运行条件和来流条件的URANS模拟结果，提出了尾流传播速度模型。研究发现，风力机尾流的传播速度在近尾流区域小于环境风速的一半，并在远尾流区域渐近趋近于环境风速的约0.65倍。随后，针对偏航状态下的风力机，从动量守恒...

解读: 该动态尾流模型对阳光电源风电变流器及智能运维系统具有重要价值。通过精准预测风速变化和功率波动(NRMSE降至1.89%),可优化SG系列风电变流器的MPPT算法和功率跟踪策略。尾流传播速度模型(0.65倍环境风速)可集成至iSolarCloud平台,实现风场实时功率预测和偏航控制优化,提升发电效率。...

Snehal Kale · Marilyn A.Brow · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 电气化技术三元组——电动汽车（EVs）、屋顶光伏（RPVs）和热泵（HPs）——为实现显著的低碳化提供了经济可行的路径。然而，这些技术在美国各州的采纳程度存在差异，部分州和大都市区展现出显著的领先作用。现有文献尚未明确相同的政策与市场策略是否在不同技术与地理区域中均能同等有效地发挥作用，或是否需要因地制宜的定制化方案。本文基于来自佐治亚州1,782户家庭的广泛调查数据以及地理层面的市场渗透数据，探讨如何有效推动气候智能型电气化。首先，结合参数与非参数检验方法，识别各项技术特有的采纳动因，并...

解读: 该研究揭示户用光伏、储能与电动汽车充电桩的协同推广规律,对阳光电源户用光伏逆变器(SG系列)、储能系统(ST系列PCS)及充电桩产品线具有重要战略价值。研究强调差异化政策驱动与用户画像匹配,启发阳光电源在iSolarCloud平台整合三类产品的智能运维数据,针对高气候关注度用户推广光储方案,针对高收...

Yuqian Fan · Yi Lia · Chong Yana · Yaqi Liang 等12人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

准确估计锂离子电池的荷电状态（SOC）是电池管理系统中的核心任务。然而，SOC估计在复杂工况下面临着精度不足、鲁棒性差以及可解释性弱等挑战。本文提出了一种物理增强型混合Kolmogorov–Arnold网络（PEHKAN）方法，这是首个将机械应力特性与电化学–热力学多物理场建模相结合的方法。构建了改进的Butler–Volmer方程电化学势能模块，以及具有协同控制的温度–压力耦合扩散动力学模块；这些模块显式地刻画了电化学、热力学与机械应力之间的协同作用。此外，设计了一种动态门控融合机制，以实现物...

解读: 该物理增强混合神经网络SOC估算技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的电池管理具有重要价值。其电化学-热力学-机械应力多物理场耦合建模可直接应用于BMS优化,在复杂工况下MAE低至0.00312,显著提升储能系统全生命周期安全性与经济性。动态门控融合机制可增强iSolarClo...

Zixuan Liua · Li Moa · Mi Zhanga · Jiangrui Kangd 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 随着清洁能源在电网中占比不断提高，准确刻画其不确定性已成为规划与优化水-风-光（HWP）多能互补系统的关键挑战。为应对HWP能源在高维变量及时空随机依赖关系方面的复杂建模需求，本文提出一种由多种相关性联合驱动的新型高维场景生成方法。首先，基于高斯混合模型（GMM）构建时间自相关模型，并结合Copula函数建立空间互相关模型，通过累积分布函数实现多种相关性的协同建模。其次，通过评估经验数据分布与理论模型分布之间的均方根误差，并辅以Kolmogorov-Smirnov拟合优度检验，验证所构建模...

解读: 该高维场景生成方法对阳光电源水风光储多能互补系统具有重要价值。通过GMM-Copula联合建模精准刻画时空相关性,可显著提升ST系列储能变流器和PowerTitan系统的调度优化精度。该方法生成的日尺度场景集能为iSolarCloud平台提供更准确的不确定性预测数据支撑,优化GFM/GFL控制策略在...

Yuanhui Wanga · Hanfei Zhanga · Shuaiyu Jia · Guido Francesco Frate 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 随着可再生能源发电系统的快速发展，热电解耦技术近年来受到越来越多的关注，因其能够解决热电联产机组电能与热能输出之间的时间和空间不匹配问题。传统方法采用蒸汽-熔盐储热技术，但该技术仅能储存蒸汽的显热，而忽略了潜热的利用。为实现蒸汽热能的充分利用，本文提出了一种将熔盐储热与蒸汽蓄热器相结合的集成系统。在该设计中，熔盐用于储存来自过热蒸汽的高品质显热，而蒸汽蓄热器则用于储存蒸汽冷凝过程中释放的剩余显热和潜热。本文对熔盐耦合蒸汽蓄热器系统的热力学性能和经济性进行了多准则分析，以评估其技术经济可行性...

解读: 该热电解耦储能技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要参考价值。熔盐-蒸汽蓄能器耦合方案实现63.7%储热比例和84.7%火用效率,可启发我们在工商业储能系统中集成多级储能介质,提升能量利用效率。其热电解耦思路可应用于光储充一体化场景,通过iSolarCloud平台实现电热...

Salman Habib · Sami El-Ferik · Muhammad Majid Gulzar · Sohaib Tahir Chauhdary 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 本文提出了一种三级分层优化框架，用于协调高比例分布式能源（DERs）接入下的现代配电系统中的决策过程。在底层（第一级），各个智能家庭对其本地光伏发电、电池储能和电动汽车充电进行优化，以降低成本或提高自用率。在第二级，微电网对家庭层面的决策进行聚合，共享风力发电机和燃料电池等资源，并支持点对点能量交易。在顶层（第三级），配电网运营商（DSO）负责调度集中式发电，执行线路容量限制，并设定电价信号或激励机制，以维持系统的整体可靠性。由于直接求解该大规模混合整数线性规划问题在计算上具有挑战性，本文...

解读: 该三层分层优化框架对阳光电源户用光储充一体化解决方案具有重要应用价值。底层智能家居优化与SG系列户用光伏逆变器、ST系列储能变流器及EV充电桩深度契合,可通过分布式ADMM算法实现成本降低12%、网损从4.1%降至3.3%。微电网层的P2P交易机制可赋能PowerTitan储能系统参与多场景协调调度...

Stephan Kigle · Nadja Helmer · Tapio Schmidt-Achert · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 本研究探讨了陆上风电、海上风电和光伏等波动性可再生能源（vRES）的扩张延迟与加速对欧洲（包括欧盟27国、英国、挪威和瑞士）氢及其衍生物进口需求的影响，以满足终端能源消费部门的需求并实现欧洲温室气体（GHG）排放目标。通过使用多能源系统模型ISAaR，我们分析了14种不同vRES扩张水平的情景，并评估了相应的氢价格变化。在基准（BASE）情景下，欧洲加权平均氢价格从2030年的4.1欧元/千克下降至2050年的3.3欧元/千克。研究结果表明，延迟vRES扩张将显著增加对氢及其衍生物进口的需...

解读: 该研究揭示欧洲可再生能源扩张延迟将导致氢能进口依赖加剧及成本上升,对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品线具有战略指导意义。加速光伏装机可降低2050年氢价至3欧元/kg以下,验证了我司1500V高效光伏系统与PowerTitan储能方案在制氢场景的协同价值。建议强化光伏-储能-制氢一体化解决方...