找到 8 条结果 · Applied Energy
基于SHAP与物理引导神经网络的卡诺电池主导因素识别与快速优化
Dominant factor identification and fast optimization of carnot battery by integrating SHAP and physics-guided neural network
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,...
通过神经网络方法加速钙钛矿太阳能电池的器件表征
Accelerating device characterization in perovskite solar cells via neural network approach
Xinhai Zhaoab1 · Chaopeng Huangae1 · Erik Birgersson · Nikita Suprun 等11人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392
摘要 钙钛矿太阳能电池是下一代高效光伏器件的有力候选者，尤其适合作为叠层结构中的顶部电池。基于物理机制的光电模型，我们采集了十万量级的大数据样本，用于训练神经网络模型，以高效预测器件性能和复合损耗。在数据准备、模型训练和神经网络优化过程中，分别采用了拉丁超立方采样、贝叶斯正则化和贝叶斯优化方法。最优的神经网络模型在预留的测试数据集上实现的均方误差低于4 × 10⁻⁴。神经网络的计算速度比传统光电模型快一千倍以上。因此，器件快速校准可在24秒内完成。显著降低的计算成本使得高效的器件表征、参数研究、...
解读: 该神经网络加速钙钛矿电池表征技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有重要借鉴价值。研究采用的深度学习方法将器件仿真速度提升千倍以上,可应用于SG系列逆变器的MPPT算法优化和iSolarCloud平台的预测性维护功能。通过贝叶斯优化和敏感性分析快速标定器件参数的思路,可迁移至SiC/GaN功率器件的损耗分...
基于GIS的近海固定式与漂浮式光伏系统技术经济比较评估：以海南为例
A GIS-based techno-economic comparative assessment of offshore fixed and floating photovoltaic systems: A case study of Hainan
Ziqi He · Wanhai Xu · Yumeng Sun · Xinrui Zhang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391
摘要 随着太阳能光伏（PV）系统逐步向海洋扩展，亟需严谨的技术经济分析来指导不同光伏技术的投资与部署决策。目前，针对不同类型的近海光伏系统尚缺乏明确的适用区域划分。本研究通过地理信息系统（GIS）方法，对两种常见的近海光伏技术——固定式与漂浮式系统——进行了比较分析。利用所提出的GIS模型，对比了在不同海洋条件（如水深、离岸距离和风速）下两者的发电潜力、成本以及经济可行性。此外，首次绘制了每种技术适用的地理边界及其平准化度电成本（LCOE）的空间分布图。该方法应用于中国海南岛沿海水域的大规模近海...
解读: 该研究对阳光电源海上光伏系统解决方案具有重要指导意义。针对30米内浅水固定式光伏系统(LCOE $81.2-293/MWh),SG系列1500V光伏逆变器凭借高防腐等级和宽电压范围可显著提升发电效率;对于40公里内漂浮式系统,PowerTitan储能系统可平抑海上风浪导致的功率波动。建议结合GIS模...
基于重力储能应对长期可再生能源不确定性下的离网式绿色氨系统灵活设计与运行
Flexible design and operation of off-grid green ammonia systems with gravity energy storage under long-term renewable power uncertainty
Jiahui Zhou · Bing Tong · Haiming Wang · Gang Xu 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388
摘要 传统的氨生产过程严重依赖化石燃料，因此迫切需要重新设计合成工艺，以减少温室气体排放并应对资源枯竭的挑战。利用可再生能源驱动的离网式氨合成提供了一条可行的路径，可用于生产无碳氨。然而，离网式绿色氨工厂面临的一个重大挑战是在间歇性和不可预测的风能与光伏电力条件下，确保相对缺乏灵活性的氨合成单元的可靠运行。为应对这一挑战，本研究提出了一种新型的离网式绿色氨系统以及针对氨合成的离散多稳态灵活控制策略。首次将重力储能技术集成到大规模绿色氨项目中，以在有限的灵活运行能力下保障氨合成反应器的持续供电。所...
解读: 该离网绿氨系统研究对阳光电源储能业务具有重要战略价值。文中提出的重力储能与光伏风电协同方案,可与我司PowerTitan储能系统及ST系列PCS形成互补配置,解决氨合成装置在间歇性可再生能源下的连续供电难题。其多稳态柔性控制策略可借鉴至我司GFM/VSG控制技术,优化离网场景下的功率调度算法。基于C...
通过将相变材料封装为红细胞形状提升储热罐性能的研究
Study on the performance improvement of thermal storage tank by encapsulating PCM in the shape of red blood cells
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...
基于数据驱动与机理模型的锂离子电池健康状态估计与拐点识别
State-of-health estimation and knee point identification of lithium-ion battery based on data-driven and mechanism model
Yulong Ni · Kai Song · Lei Pei · Xiaoyu Li 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.385
准确的健康状态（SOH）估计与拐点识别对于优化电池性能及生命周期管理至关重要。本文提出了一种结合改进的基于牛顿-拉夫逊优化算法优化支持向量回归与自适应提升算法（INRBO-SVR-AdaBoost）的SOH估计方法，以及一种基于最大垂直距离法并考虑失效阈值的拐点识别方法。首先，引入三项改进以增强标准NRBO算法的全局搜索能力与收敛速度，从而使SVR方法能够获得最优参数；随后，采用AdaBoost算法对INRBO-SVR方法进行集成，进一步提高SOH估计精度。实验结果表明，INRBO-SVR-Ad...
解读: 该锂电池SOH估计与拐点识别技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要价值。INRBO-SVR-AdaBoost算法可集成至iSolarCloud平台,实现储能系统电池健康状态精准预测(误差<0.89%),优化BMS管理策略。拐点识别方法可指导ESS全生命周期管理,精确判定电...
一种集成实验与数值研究的竹节形流场设计下风冷式质子交换膜燃料电池性能及传热传质动力学
An integrated experimental and numerical investigation of performance and heat-mass transport dynamics in air-cooled PEMFCs with a bamboo-shaped flow field design
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...
集成Ca(OH)₂/CaO热化学储能与超临界CO₂循环的卡诺电池系统用于长期储能及住宅供热
A Carnot battery system integrating ca(OH)2/CaO thermochemical energy storage and supercritical CO2 cycles for long-term energy storage and residential heat supply
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...