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基于新型三维光-电-热模型的直连式光伏电解系统的氢气生产性能优化
Hydrogen production performance optimization for direct-coupled photovoltaic electrolysis systems based on a novel 3D opto-electro-thermal model
Hao Wang · Weiding Wang · Chuanjie Lin · Yongquan Lai 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392
摘要 光伏驱动的电解系统是实现大规模可再生能源储存的一种有前景的方法，其中直连式系统在降低系统复杂性和成本方面具有显著优势。然而，由于结构设计和流量控制策略的次优选择，这类系统中的光伏（PV）模块与电解（EC）模块之间可能存在失配问题，从而显著降低氢气生产性能。尽管数值模拟有望解决上述问题，但现有的低维模型通常基于空间均匀性的假设，过于简化，难以充分捕捉此类复杂系统中光学、热学、电学以及气液流动现象之间的 intricate 耦合机制。本研究针对直连式系统提出了一种新型三维光-电-热模型，该模型...
解读: 该3D光电热耦合模型对阳光电源光伏制氢系统开发具有重要价值。研究揭示的PV-EC直连架构优化方法可指导SG系列逆变器与电解设备的功率匹配设计,其宽范围流量控制策略可简化系统控制复杂度。PV/T热集成方案与阳光电源储能系统的热管理技术协同,可提升太阳能制氢效率(STH)。建议将多物理场耦合仿真能力融入...
一种用于风力涡轮机应用中精确预测三维时空风场的新型频域物理信息神经网络
A novel frequency-domain physics-informed neural network for accurate prediction of 3D spatio-temporal wind fields in wind turbine applications
Shaopeng Li · Xin Li · Yan Jiang · Qingshan Yang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386
摘要 风能是全球关键的清洁能源之一。风力涡轮机的结构安全性和动力响应分析在很大程度上受到其所在位置风速数据可获得性与精度的影响。然而，气象观测站分布稀疏，通常难以获取高分辨率的空间风速数据，因此需要采用条件模拟方法来补充低分辨率的观测数据。本研究针对这一挑战，提出了一种频域物理信息神经网络（FD-PINN），该方法利用频域信息，旨在实现对风力涡轮机三维（3D）时空风场的精准预测。该方法构建了一个深度神经网络，并将其与关键物理模型相结合，包括风谱、风场相干函数以及风速廓线。通过融合这些物理先验知识...
解读: 该频域物理信息神经网络技术对阳光电源风电变流器及新能源场站具有重要价值。通过高精度3D时空风场预测,可优化SG系列风电变流器的功率预测算法和主动抗扰控制策略,提升MPPT效率。结合iSolarCloud平台,该深度学习方法可增强风光储混合电站的预测性维护能力,优化储能系统ST系列PCS的充放电策略。...
量化光伏双层幕墙的参数交互：基于二阶Morris方法的敏感性分析
Quantifying the parameter interaction of photovoltaic double skin façade: A sensitivity analysis based on second-order Morris method
Xingjiang Liu · Haotian Yang · Chao Shen · Lin LU 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386
针对光伏双层幕墙（PV-DSF）的大量参数化分析已为其实际设计提供了有价值的参考，然而已有研究报道的最优参数值存在不一致现象，通常归因于气候条件的差异。其他研究也识别出参数之间的耦合效应，这种耦合可能对优化结果引入潜在误差。为解决参数影响中的此类差异，本文采用Morris方法对三类共十个参数分别进行一阶和二阶敏感性分析。通过选取具有最大欧氏距离的轨迹组以实现高效的分析过程。一阶敏感性分析结果表明，太阳能量丰富程度、室内照度设定值（Lset）以及半透明光伏模块的蚀刻率（ϑSTPV）具有最强的独立影...
解读: 该光伏双层表皮幕墙参数耦合研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及智能运维平台具有重要价值。研究揭示的半透明光伏组件蚀刻比与腔体深度的强耦合效应,可指导逆变器MPPT算法优化,针对建筑光伏复杂遮挡场景实现精准功率追踪。室内照度设定值与采光参数的交互作用,为iSolarCloud平台开发BIPV智能控制策略...
用于支持快速动态运行的带DC/DC接口电解系统的功率控制器设计：基于模型与实验的研究
Power controller design for electrolysis systems with DC/DC interface supporting fast dynamic operation: A model-based and experimental study
Xiang Cheng · Jin Lin · Mingjun Zhang · Liandong Sh 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
摘要 由波动性与间歇性可再生能源供电的电解系统，若能快速且准确地跟踪功率指令信号，对于可再生电能制氢（ReP2H）工厂中的能量管理以及作为虚拟电厂（VPP）参与电网频率调节具有重要意义。然而，由于存在电双层（EDL）效应，电解堆功率的变化相对于电流变化存在显著滞后（数秒甚至超过20秒）。这一特性限制了电解系统作为电网灵活负荷的进一步应用。通过在直接连接电解堆的电力电子接口中设计合适的功率控制器以替代传统的电流控制器，有望提升电解堆功率的快速动态响应能力。本文提出了一种统一的碱性水电解（AWE）系...
解读: 该电解制氢功率控制器技术对阳光电源储能-制氢耦合系统具有重要价值。论文提出的功率控制器可将电堆响应时间缩短至0.2秒级,突破传统电流控制模式的双电层效应限制,这与阳光电源ST系列PCS的快速功率调节能力高度契合。技术可应用于:1)PowerTitan储能系统与电解槽的DC/DC接口优化,实现可再生能...