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...

Dongjun Lia · Qiuhao Hub · Weiran Jiang · Haoxuan Donga 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

摘要 在网联自动驾驶电动汽车中，有效的功率与热管理因车辆纵向运动与电池热系统之间多时间尺度动态特性，以及能效、电池老化和驾驶安全之间的复杂权衡而面临重大挑战。本文提出了一种基于多时域模型预测控制框架的综合功率与热管理（IPTM）策略，专门设计用于克服上述挑战并实现在线实时应用。所提出的IPTM策略能够利用环境温度、道路坡度和前车速度等实时信息，主动优化电池温度和车辆速度，确保在不同驾驶工况下的高效运行。结果表明，与基准方案相比，该策略显著提升了性能，冷却能耗降低了14.22%，牵引能耗降低了8....

解读: 该多时间尺度功率-热管理技术对阳光电源EV充电桩及储能系统具有重要价值。其多层预测控制框架可应用于ST系列PCS的电池热管理,通过实时环境温度和负载预测优化冷却策略,降低14.22%冷却能耗。该策略在电池退化管理方面减少22%衰减,可增强PowerTitan储能系统全生命周期经济性。多时域协同优化思...

A.Carro · C.Ortiz · S.Unger · A.Stoikosd 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395

电热能储存是促进可再生能源高比例渗透的一项有前景的技术。近年来，已提出将这种储能系统与地质CO2封存相结合的方案。该系统由跨临界CO2循环构成的可逆热泵组成，并在两个温度水平上配备热能储存装置，从而实现地质CO2封存与可再生电能储存/发电的同时运行。本研究聚焦于高温和低温热能储存过程的分析。高温侧采用阶梯式加热方式，能够更好地匹配超临界与亚临界条件下CO2以及储热流体的温度分布特性。不同温度等级的热能储存可提高涡轮机入口温度，从而提升发电循环效率，并拓展区域供热或生活热水等供热应用。考虑配置四个...

解读: 该CO2电热储能系统对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要参考价值。其多温度级热储能技术可启发我们优化储能系统热管理策略,通过分级温控提升系统往返效率。文中58.7%的系统效率和-30°C至150°C的宽温度运行范围,为我们开发极端环境适应性储能产品提供思路。跨临界CO2...

Boxu Yu · Xianghe Wang · Zhongzheng Wang · Jiahua Zhu 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 将空气分离装置（ASU）与液化空气储能（LAES）系统相结合，可通过共享压缩和冷却设备，提升LAES的收益潜力并缩短投资回收期。然而，目前已提出的LAES-ASU系统要么无法满足ASU连续生产的要求，要么对LAES的储能量造成限制。因此，本研究提出一种新型多联产LAES-ASU系统，通过压缩级联系统中的物流分流、液化段的流程改进以及膨胀级联中的余热再利用，实现LAES与ASU之间的高效耦合。在建立分析模型后，对耦合系统进行了参数分析，以确定最优运行参数。此外，还开展了全面的能量、㶲及经济性...

解读: 该液态空气储能(LAES)与空气分离耦合系统对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。57.09%往返效率和3.9年回收期证明多能互补商业模式的可行性。系统中压缩机、热交换器的能量管理优化思路可应用于我司储能系统热管理设计;多级压缩分流技术可启发PCS拓扑优化;空分产品...

Francesco Calis · Francesco Liberato Cappiello · L.Cimmin · F.P.Cuom 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389

摘要 本研究提出了一种新型的第五代区域供热和供冷网络布局，该布局集成了基于相变材料的热能储存系统。所提出的布局包含两个中性环路、热泵以及一个光伏太阳能场，其运行基于一种有效的电转热策略。该系统为位于马德里附近莱加内斯的一个大型购物中心提供能源。其中一个主要创新点在于采用了一种混合储能策略：首先将多余的可再生电力用于充电锂离子电池系统；随后，进一步多余的可再生电力被供给热泵，通过所开发的电转热策略产生适合储存于基于相变材料的新型热储能系统中的热能或冷能。这种混合策略能够最大化可再生电力的自发自用率...

解读: 该5GDHC系统结合相变储能的混合策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要参考价值。研究中88%可再生能源自消纳率验证了'电-热'协同策略的有效性,可应用于我司PCS与热泵联合调度场景。相变储能与锂电混合配置思路可启发我司开发多时间尺度储能解决方案,通过iSolarClou...

Hao Xi · Zhiying Song · Yayun Tang · Jie Ji · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389

摘要 聚光光伏/热技术是一种高效且低成本的太阳能发电与高温热量提取方法。然而，高温、光照斑点不均匀以及温度分布不均是导致发电效率下降和电池损坏的核心问题，严重影响聚光光伏/热系统的可靠性。尽管已有研究通过高效冷却或优化聚光器来解决上述问题，但接收器通常仍采用表面平坦的晶体硅组件。本文首次提出一种采用曲面CIGS（CuInxGa1−xSe2）接收器的新型聚光光伏/热系统。经过粒子群优化后，局部聚光比的标准差从4.75降至3.00。在选定的测试日，光照均匀性提升了58.22%，最大温差从24.9°C...

解读: 该CPV/T曲面CIGS接收器技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有重要参考价值。研究通过粒子群优化算法将光照不均匀性优化58.22%,温度标准差降低51.69%,这与我司SG系列逆变器的MPPT优化技术高度契合。曲面接收器设计可启发我司开发适配非平面组件的智能追踪算法,提升复杂光照条件下的发电效率。6...

Mohamed M.Elsabahy · Mohamed Emam · Sameh A. Nad · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 聚光光伏（CPV）技术利用高强度的入射太阳辐射，通过紧凑且成本效益高的散热器实现电能输出与热能利用的结合。然而，最大化聚光比需要强化冷却，从而产生大量低温热能。另一方面，为了使这些低温热能达到热驱动应用所需的温度水平，必须协调多个运行和设计参数，包括聚光比和散热器特性。这一问题可通过传统的有限体积法（FVM）结合优化技术或在不同冷却方式下针对宽范围聚光比进行的大量参数研究来数值揭示，但这种方法需要极高的计算成本和时间。为应对这一挑战，本研究提出一种基于深度学习的模型，作为计算高效的替代方案...

解读: 该深度学习CPV性能预测技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要应用价值。文中提出的实时性能优化模型可集成至智能运维系统,通过神经网络快速预测不同气象条件下的发电效率,替代传统有限元仿真的高计算成本。该方法可应用于MPPT算法优化,实现动态参数调整;同时为PowerTit...

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...

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...

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...

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...

Morteza Khoshvaght Aliabadi · Parvaneh Ghodrati · Yong Tae Kang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381

摘要 本研究首次提出将超临界二氧化碳（sCO₂）作为圆柱形锂离子电池用电池热管理系统（BTMS）中的冷却剂，并对其性能进行了全面评估，与传统冷却剂进行了对比分析。采用经过验证的基于计算流体动力学（CFD）的数值方法，系统研究了冷却单元数量、几何参数以及冷却条件等关键因素的影响。湍流模拟采用SST k-ω模型，sCO₂随温度和压力变化的物性参数通过美国国家标准与技术研究院（NIST）REFPROP程序获取，覆盖指定的压力与温度范围。结果表明，将冷却单元数量从1个增加到3个时，电池模块的最大温差降低...

解读: 该超临界CO2电池热管理技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。相比传统冷却介质,sCO2可将传热系数提升2.69-9.97倍,压降降低1.47-14.52倍,显著降低系统能耗。可应用于PowerTitan等大型储能系统和ST系列PCS的热管理优化,特别适合高功率密度场景。该技术无需冷却液回收系统,...

Koki Iwabuchi · Daichi Watari · Dafang Zhao · Ittetsu Taniguchi 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 太阳辐照度的快速波动导致光伏发电输出具有显著的波动性。传统的爬坡率控制方法采用电池储能系统来平滑功率输出，从而向电网提供更加稳定的电力供应。然而，这些方法需要较高的初始投资成本和大量的维护工作。在本研究中，我们提出了一种利用冷却技术控制光伏发电爬坡率的新方法，该方法对于稳定电网运行及辅助服务至关重要。所提出的方法通过调控光伏组件温度，利用其热电特性，实时调节发电效率，从而实现对功率输出变化率的控制。基于实际数据的仿真验证了该方法的有效性，结果表明，与传统的电池储能方案相比，平均爬坡率和最大...

解读: 该冷却调控技术为阳光电源光储系统提供创新思路。可与SG系列逆变器的MPPT算法协同,通过温控主动调节组件效率实现爬坡率管理,降低ST系列储能配置需求。建议在PowerTitan系统中集成温控单元,结合iSolarCloud平台的气象预测功能,实现预测性温控策略。相比纯储能方案可减少76.2%峰值爬坡...

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...

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...

Wei-Wei Wangac1 · Teng Liub1 · Jun-Zhe Guo · Bin Li 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 高强度太阳光聚集在光伏电池上会导致半导体温度显著升高，从而降低光电转换效率并可能引发光伏组件的不可逆故障。为此，在热设计中创新性地提出了一种超薄扇形板脉动热管（FS-PPHP），通过优化传统平行流道结构，实现对小尺度HCPV电池的高效冷却。本文全面分析和讨论了充液率、倾斜角度、工质种类以及加热功率对FS-PPHP传热性能的影响。结果表明，蒸发段与冷凝段的变直径设计有助于工质回流至加热区域，并增大相邻流道间的压力差势，从而确保FS-PPHP在不同工况下更平稳地启动。在充液率为57%、倾斜角为...

解读: 该扇形板脉动热管技术对阳光电源高功率密度产品具有重要应用价值。在SG系列大功率光伏逆变器中,功率器件散热是关键瓶颈,该超薄热管结构可优化IGBT/SiC模块的温度管理,降低热阻23%意味着可提升功率密度或延长器件寿命。对于PowerTitan储能系统,该技术可改进电池簇温控方案,解决高倍率充放电时的...

Ali Shokri Kalan · Mohammadreza Babaei Khuyinrud · Farshad Jahangiri · Ramin Ahmadi 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

全球变暖和化石燃料供应限制凸显了可持续能源选择的必要性。基于可再生能源的系统为实现碳中和提供了途径，但由于间歇性问题而面临可靠性挑战。本研究探讨了特内里费岛整合太阳能与地热能的潜力。提出了一种新型混合系统，该系统结合了聚光太阳能发电、地热能资源以及由以下组件构成的能量利用系统：超临界CO₂循环、溴化锂-水吸收式制冷系统、多效蒸馏脱盐装置、三级有机朗肯循环和质子交换膜电解槽。该系统可同时生产电力、供热、制冷、淡水和氢气，其基准能量效率和㶲效率分别为62%和17%。系统的产出速率分别为：7844 k...

解读: 该多能互补系统研究对阳光电源ST储能系统与SG逆变器协同优化具有重要参考价值。灰狼算法优化使能效提升21%、火用效率提升38%,可应用于iSolarCloud平台的多能源协调控制策略。LSTM预测模型结合蒙特卡洛不确定性分析,可增强储能系统在间歇性可再生能源场景下的调度可靠性。系统集成制氢、制冷、淡...

Mohammad Sheykhi · Mahmood Mehregan · Saeed Ghorbani · Amin Emamian 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要：冷热电联产系统（CCHP）能够提高传统能源供应系统的效率，并减少碳排放。本文提出了一种新型的冷热电联产（CCHP）系统结构，其原动机采用内燃机与斯特林发动机相结合的方式，通过龙格-库塔法进行数值模拟，并采用遗传算法技术进行优化。文中讨论了若干关键参数对CCHP系统容量、效率、一次节能率以及投资回收期的影响，这些参数包括斯特林发动机的转速、相位角、回热器长度及孔隙率，以及内燃机的转速和点火正时。结果表明，由于内燃机具有较高的运行效率，采用混合原动机的CCHP系统可使斯特林发动机在高转速下启动...

解读: 该混合CCHP系统的多能源协同优化思路对阳光电源综合能源解决方案具有重要借鉴价值。其遗传算法优化方法可应用于ST系列储能系统与分布式光伏的协同调度,通过iSolarCloud平台实现多能互补优化。混合动力机组效率提升12%的成果启发PowerTitan储能系统在工商业场景中集成冷热电三联供,缩短投资...

Aezid-Ul-Hassan Najmi · Abdul Wah · Rohith Prakash · Oliver Schopen 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.387

摘要 燃料电池混合动力电动汽车（FCHEVs）有望满足道路交通中高功率需求，同时减少温室气体排放。然而，尽管前景广阔，FCHEVs在进入当前汽车市场的过程中仍面临诸多挑战，其中热管理是主要挑战之一。除了显著降低FCHEVs的效率外，辅助负载以及加热和冷却需求还可能由于加热/冷却效率低下而导致电动部件寿命缩短，进而影响工作温度。本综述指出，现有研究主要集中于各个子系统，对FCHEVs整体热管理集成的关注较为有限。诸如废热回收（WHR）等新型策略被证明可将质子交换膜燃料电池（PEMFC）的效率从40...

解读: 该燃料电池混合动力热管理技术对阳光电源EV解决方案具有重要参考价值。文中提出的废热回收(WHR)系统可将效率提升至90%,可借鉴应用于我司OBC充电机和电机驱动系统的热管理优化。相变材料(PCM)技术可集成到充电桩温控设计中,提升极端温度下的充电效率。结合iSolarCloud平台的预测性维护能力,...