Binghui Lia · Wen Qiana · Xiaoze Duab · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 本研究探讨将退役燃煤电厂通过集成卡诺电池改造为长时储能系统的技术可行性。所提出的系统耦合高温热泵、双罐熔盐储热装置以及原有的汽轮机，构建了电–热–电闭环能量转换路径，实现了对现有基础设施的完全再利用。建立了详细的热力学模型，以评估不同工质和运行条件下系统的性能表现。结果表明，在适中压缩比下，氩气可实现最高的往返效率（59.67%），而二氧化碳则表现出更优的体积功率密度。㶲分析与敏感性分析表明，主要不可逆损失发生在熔盐蒸发器和热泵子系统中。为提高系统在变工况下的适应能力，提出了一种基于MAT...

解读: 该卡诺电池储能技术为阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统提供重要参考。研究中的电-热-电闭环路径与我司储能变流器的双向功率调节技术高度契合,59.67%的往返效率可通过优化PCS拓扑结构和GFM控制策略进一步提升。熔盐储能的长时储能特性与ST系列大容量储能方案形成互补,可拓展我司在火...

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...

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。...

Arash Kazemia · Changying Xiang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 在高密度城市环境中，城市太阳能的部署通常受限于屋顶可用性、建筑高度以及遮挡效应。本研究提出了一种稳健且以数据驱动的框架，整合高分辨率地理信息系统（GIS）数据、三维建筑模型和详细的都市形态信息，用于评估多种太阳能技术的潜力，包括标准光伏系统、光伏光热（PVT）系统（例如采用水、空气或制冷剂作为传热介质）以及太阳能热系统（例如平板型或真空管集热器，使用水或空气作为传热介质）。以香港为案例进行研究，分析揭示了城市几何形态的影响，结果显示考虑遮挡效应后，屋顶太阳辐射量平均减少31%。在所评估的技...

解读: 该研究对阳光电源城市光伏解决方案具有重要参考价值。研究显示光伏热电联产(PVT)系统在高密度城市环境中能实现最高综合能源产出(15.99 TWh/年),这与阳光电源SG系列逆变器的多场景适配能力高度契合。针对城市遮挡导致辐射降低31%的挑战,可通过MPPT优化技术和iSolarCloud平台的智能监...

Junyi Yanga · Lihua Zhaoa · Chengliang Xub · Yongjun Sunc 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

准确的光伏（PV）识别对未来光伏系统的选址和大规模渗透具有广阔的应用前景。本研究致力于通过融合U2-Net神经网络图像分割模型与多光谱光伏筛选技术，提升城市环境中光伏识别技术的精度。U2-Net模型对可见光卫星图像进行图像分割，以获取现有光伏站点的坐标和面积；随后，多光谱筛选技术结合多光谱卫星图像对图像分割结果进行处理，剔除误识别样本。为提高该技术的筛选性能，构建了光伏指数（Photovoltaic Index, PVI）及其归一化表达形式（nPVI）。详细的案例研究表明，所提出的基于深度学习的...

解读: 该深度学习光伏识别技术对阳光电源具有重要战略价值。通过U2-Net与多光谱融合实现91.37% IoU精度的光伏站点识别,可直接赋能iSolarCloud平台的智能运维能力,实现分布式光伏资产的自动化盘点与监测。识别出的城市光伏分布密度数据可指导SG系列逆变器在高工业化区域的优化部署,并为Power...

D.Christopher Selvam · Yuvarajan Devarajan · T.Raj · S.Vickram · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

锌–空气电池（ZABs）因其高能量密度、固有的安全性以及依赖地壳中丰富材料的特性，正日益被视为先进的储能系统。然而，其广泛应用受到与析氧反应（OER）相关动力学限制的制约，该反应通常依赖铂和铱等稀有且昂贵的贵金属进行催化。为克服这一障碍，近期研究进展集中于开发源自工业废弃物、电子废弃物及生物质废弃物的经济高效电催化剂。本综述全面探讨了专为锌–空气电池应用设计的废弃物衍生纳米催化剂的合成方法、结构优化技术及其电化学性能。这些催化剂通过热解、水热合成以及杂原子掺杂等工艺制备，在析氧反应过电位方面降低...

解读: 废弃物衍生纳米催化剂技术对阳光电源储能系统具有重要战略价值。锌空气电池的高能量密度特性可为PowerTitan等大规模储能方案提供技术补充路径,其OER催化剂优化降低50mV过电位的突破,可启发ST系列PCS在电化学储能系统中的能效管理策略。废弃物催化剂降低50-70%成本及35%碳排放的循环经济模...

Rasoul Talebia · Ali Pouria · Pouya Zakerabbas · Sina Maghsoud 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.399

摘要 钒氧化还原液流电池（VRFB）为大规模储能应用提供了一种可持续且可靠的解决方案。本研究首次采用高斯过程回归（GPR）模型，对VRFB的能量效率进行参数间相关性的全面数据驱动分析及预测。共从文献中收集了420组VRFB数据集，并选取10个结构特征和2个操作特征作为输入参数。研究发现，在活性面积较大的VRFB电池中，即在中试至商业化规模的应用中，蛇形流场结构、较高的电解液浓度、较厚的电极以及更高的毡材压缩率更为普遍。结果表明，电流密度、膜类型和电极处理方式分别具有-0.4167、0.2862和...

解读: 该VRFB能效AI预测技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan液流储能系统具有重要参考价值。研究揭示电流密度、隔膜类型等关键参数对能效影响规律,可指导我们优化PCS功率调度策略和电堆运行参数。GPR机器学习模型的高精度预测能力(R²>0.95)可集成至iSolarCloud平台,实现液...

Tianyou Yua · Muhammad Muzammal Islam · Lidan Zhoua · Ziqiang Wanga 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397

摘要 可再生能源（RESs）的波动性以及负荷需求的变化可能引起换流器控制器中的功率波动，进而影响能量管理系统，并带来安全性和经济性方面的风险。为应对这些挑战，本文提出了一种新颖的分层多时间尺度能量管理系统（EMS），以提升在混合型电网形成（GFM）与电网跟随（GFL）控制下孤岛微电网的安全性和经济性运行能力。所提出的该方法将GFM和GFL的动作分别集成到二级和三级控制层中，各层通过凸优化模型优化不同的目标，从而确保安全、可靠且经济的功率调度。此外，该框架还引入了一种针对高容量与高功率密度混合储能...

解读: 该分层多时间尺度能源管理系统对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。论文提出的GFM/GFL混合控制策略可直接应用于我司构网型储能系统,通过二级层MPC实现短期电压频率调节,三级层混合整数线性规划优化经济调度,与我司VSG技术形成协同。特别是针对URFC等混合储能的管...

Haocheng Sunab1 · Zhiwei Geabc1 · Zhihan Yao · Liang Wanga 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

摘要 热化学储热技术因其高能量存储密度和低热损失而具有巨大的应用潜力，非常适合长周期、大规模的能量储存应用。然而，在反应器的可扩展性、放热效率以及系统整体性能评估方面仍存在挑战。本研究提出了一种基于钙的热化学储热顺序式双反应策略，并采用一种灵活且可扩展的壳管式反应器进行实现。本文深入探讨了基本单反应放热过程中涉及的多物理场耦合机制及影响反应动力学的关键因素。除了验证壳管式结构在传热性能上的优越性外，研究结果还揭示了不可逆熵产显著增加的现象。在理想的恒压条件下，我们识别出控制基本单反应放热过程的关...

解读: 该钙基热化学储能技术为阳光电源PowerTitan储能系统提供长时储能技术路径参考。其双反应级联策略降低15%熵增损失、提升30.60%综合能效的优化思路,可启发ST系列PCS的多级能量转换控制策略设计。壳管式反应器的可扩展性与模块化理念契合阳光大规模储能系统架构。研究中的多物理场耦合机制分析方法,...

Xiaoyang Liua · Zheyuan Liua · Na Weia · Ke Han Lib 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

氢气因其高能量密度、环境友好性以及广泛的制取途径，在未来能源结构中占据重要地位。然而，目前尚未找到最优的氢气储存与运输方法。基于水合物的氢气储存技术由于具有安全、无污染和易于释放等优点，已受到广泛关注。分子动力学（MD）模拟是探究其内在机理的重要手段。基于MD模拟技术，我们能够在分子水平上监测水合物成核与生长的过程。本文从微观角度系统综述了现有关于氢气水合物形成的各项研究。首先探讨了氢气水合物的微观结构、基本性质及相平衡特性；随后，总结了纯氢体系及氢气-添加剂二元体系中的研究进展。此外，阐述了影...

解读: 该氢水合物储能技术研究为阳光电源储能系统提供了前瞻性技术储备参考。氢储能作为长时储能方案,可与公司PowerTitan储能系统形成互补:电化学储能解决短周期调峰,氢储能应对季节性能量转移。分子动力学模拟揭示的成核生长机制、储氢密度优化等微观机理,可启发公司在储能系统热管理、相变材料应用及多能耦合控制...

Yaoyao Heab · Nana Yuac · Bo Wangd · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

摘要 风能等可再生能源具有固有的波动性，使得准确预测对于电力系统的有效运行至关重要。然而，风电数据内在的波动性和变异性常常导致概念漂移现象，从而削弱预测精度，并对电力系统运行带来显著挑战。为解决这一问题，本文提出一种结合在线漂移检测与自适应机制的分位数回归长短期记忆网络方法（O-DDA-QRLSTM），用于风电功率的概率性预测。该方法采用QRLSTM实现风电功率的分位数预测，并引入在线学习机制以检测数据流中的概念漂移。针对虚拟漂移和实际漂移分别设计了不同的检测策略：利用数据分布变化的Kullba...

解读: 该在线概率密度预测技术对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)具有重要应用价值。通过虚拟与真实概念漂移检测,可显著提升风储协同场景下的功率预测精度和系统调度能力。建议将KL散度与CRPS评分机制集成至iSolarCloud平台,实现风电波动的实时预测与储能系统的动态响应优化。该方法...

Rasul Satymo · Dmitrii A. Bogdanov · Christian Breyer · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 全球范围内海上风电装机容量持续增长，这得益于技术的不断进步以及人口密集沿海地区陆上可再生能源潜力的逐渐饱和。尽管目前成本较高，但海上风电的经济性正在改善，并有望在未来成为高能源需求地区的经济可行选择，因此有必要结合未来成本预测进行分析。本研究通过逐小时模拟和成本计算，评估了海上风电的技术经济潜力，并考虑了三种不同的风机间距方案。结果表明，在不同成本阈值下，经济潜力均呈上升趋势，主要驱动力在于漂浮式风机成本的下降。区域差异取决于水深和距离高风速资源区的远近。由于尾流损失减少，较低的安装密度在...

解读: 该研究揭示海上风电经济性提升趋势,对阳光电源海上风电变流器及储能系统具有战略价值。研究指出海上风电功率输出更平滑且靠近沿海负荷中心,这与阳光电源ST系列储能变流器的削峰填谷、平抑波动功能高度契合。浮式风电中心在50欧元/MWh以下具备潜力,可结合PowerTitan储能系统构建海上能源枢纽。建议针对...

Yawen Dong1 · Yutong Liu1 · Feifei Mao · Hua Wu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 科学界持续关注超级电容器（SCs），因其在环境保护和能量存储方面具有重要意义。超级电容器的性能取决于比容量、循环稳定性、功率密度和能量密度等关键特性，其中电极材料的性能、电极与电解质之间的相互作用以及电极表面或层间的电荷转移过程，对超级电容器整体性能具有显著影响。在超级电容器的研究领域中，计算模拟的应用至关重要，因其具备强大的模拟计算与预测能力。本文综述了近年来利用密度泛函理论（DFT）和机器学习（ML）技术设计与优化超级电容器的最新进展。我们总结了DFT在理解电极材料的电子结构、电荷存储...

解读: 该超级电容器研究整合DFT、分子动力学与机器学习的方法论,对阳光电源储能系统具有重要价值。在ST系列PCS和PowerTitan产品中,可借鉴ML技术优化电极材料设计,提升功率密度和循环寿命;将SOH预测算法应用于iSolarCloud平台,实现储能设备健康状态智能监测;结合SiC器件特性,通过计算...

Keshia Saradima Indriadiab1 · Yankun Duc1 · Qian Hecd · Ning Yanab · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 氨（NH₃）因其高能量密度、易于液化以及在大规模合成、运输和储存方面已有的技术积累，被认为是极具前景的绿色能源载体之一。然而，要有效利用氨作为能源，许多下游过程仍需进一步发展。本综述重点讨论了两个关键催化过程所面临的主要障碍与挑战，即氨分解和催化氨燃烧。在第一部分中，我们探讨了在不同应用场景下通过氨分解获得高纯度、高压氢气所面临的技术难题。随后，我们分析了氨分解与催化氨燃烧在将氨直接用作燃烧燃料的过程中可能发挥的作用。深入理解并进一步优化这些催化过程，对于推动氨经济的发展至关重要，有助于构...

解读: 该氨能催化技术研究对阳光电源储能系统具有前瞻价值。氨作为高密度能量载体,其分解制氢及催化燃烧技术可与ST系列PCS及PowerTitan储能系统形成互补方案。氨储能可解决长时储能难题,通过氨-氢转换为储能系统提供稳定氢源,配合燃料电池实现季节性能量管理。建议关注氨制氢电力调节技术,探索氨储能与电化学...

Weichao Dong · Hexu Sun · Zheng Li · Huifang Yang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

摘要 氢能可有效缓解能源短缺并减少环境污染。本文首次设计了一个完整的风能与光伏（PV）互补制氢系统，包括高效的发电系统模型、精确的预测模型、优良的优化调度策略以及高效的催化剂。该离网型互补发电系统在直流母线上实现。提出了一种混合预测模型，结合长短期记忆网络（LSTM）、分位数回归（QR）和正则藤copula方法。LSTM与QR相结合可获得边缘概率密度函数（PDF）。利用正则藤copula建立风能与光伏能源之间的相关性，并将边缘PDF与其相关性结构结合，实现对风能和光伏出力的联合预测。提出一种基于...

解读: 该风光制氢系统对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器具有重要应用价值。文中直流母线离网架构可结合我司1500V系统和三电平拓扑技术,提升功率转换效率。LSTM-DRL多目标优化调度策略可集成至iSolarCloud平台,实现风光出力预测与氢储能协同控制。研究的3.1美元/kg制氢成本为Powe...

Santiago Madrug · Carolina Mendoz · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 自然能源为在电池不适用的环境中为低功耗电子设备（如传感器）供电提供了一种解决方案。在这些能源中，热电转换因其能够利用温度波动发电而尤为突出。然而，其效率严重受限于自然界昼夜循环中通常较小的温差，这限制了其在依赖环境热梯度时的实际应用。通过建立真实的物理模型并开展三维数值模拟，我们证明将热电发电机与潜热储能单元耦合可显著增强自然昼夜温度波动向电能的转化效率。该效率提升得益于自然对流与马兰戈尼对流的协同传热作用。我们采用一个标准热电模块（塞贝克系数 α = 0.027），并与包含相变材料十六烷...

解读: 该热电-相变储能技术为阳光电源储能系统提供创新思路。研究中昼夜温差利用与马兰戈尼对流增强机制,可启发ST系列PCS的热管理优化设计。PowerTitan等大型储能系统运行中产生显著温差,若集成微型热电模块与相变材料,可实现废热自供电,为传感器节点、监控模组提供持续电源,降低iSolarCloud平台...

Saad Ahm · Christian Beauger · Amir Zad · Waseem Iqbal 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

摘要 质子交换膜燃料电池（PEMFCs）是一种具有前景的储能装置，以其对动态电流负载的良好适应性以及高效制取高纯度H₂的能力而著称。然而，其广泛应用仍面临诸多挑战，尤其是在功率密度和效率方面。本综述系统探讨了提升PEMFC功率密度的多种策略，提出了当前高性能PEMFC的研发路径，重点阐述了催化材料、质子交换膜、气体扩散层、双极板以及膜电极组件（MEAs）等方面的最新进展。此外，本文还讨论了PEMFC系统工程领域的最新研究成果，着重分析了在酸性条件下系统效率、成本效益和耐久性的改进情况。通过介绍近...

解读: 该PEMFC质子交换膜燃料电池技术对阳光电源储能及充电业务具有前瞻价值。其MEA膜电极组件优化、功率密度提升策略可借鉴至PowerTitan储能系统的电堆设计;双极板与气体扩散层技术与公司SiC/GaN功率器件的热管理需求高度契合;氢能高效转换特性可拓展iSolarCloud平台的多能互补管理场景。...

Huihui Wang · Jun Liu · Ying Wang · Yuqiong Zhao 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389

摘要 随着能源需求的增长和环境污染问题的加剧，对可持续热能储存技术提出了更高的要求。研究表明，熔盐相变材料（MSPCMs）作为热能储存（TES）的一种有前景的替代方案，能够有效缓解能源供需不平衡的问题。这类盐类通常具备较高的能量存储密度、易于获取以及对环境影响较小等一系列优良特性。然而，由于其导热系数（TC）较低以及在相变过程中存在泄漏问题，熔盐材料在工业和商业领域的广泛应用受到显著限制。基于此，本文系统综述了熔盐复合相变材料（CPCMs）的合成方法及其能量转换特性，并探讨了固体废弃物资源化综合...

解读: 该熔盐相变储能技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan产品具有重要参考价值。熔盐材料的高能量密度特性可启发中高温储能方案设计,特别是在大规模工商业储能场景中,结合我司PCS热管理系统优化。固废基复合相变材料的防泄漏技术可借鉴应用于电池热管理,提升ST系列产品在极端温度环境下的可靠性。同时...

Heidar Jafarizadeh · M.Soltaniabc · Walied Alfraidi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

本研究对液态空气储能（LAES）和压缩空气储能（CAES）进行了全面的热经济学评估，重点关注㶲与能量存储、材料 containment 以及储热（TES）单元相关的成本影响。通过解决以往存在的不确定性，旨在为能源领域的决策提供科学依据。研究揭示了CAES与LAES系统在空间布局上的显著差异：CAES将大量空间用于压缩空气储存（CAS），而LAES则将类似体积的空间用于液态空气罐（LAT）和TES单元的容纳。当考虑所有影响能量密度的空间因素时，LAES展现出显著的能量密度优势，其能量密度超过CAE...

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能系统选型具有重要参考价值。LAES在能量密度上优于CAES 6.9倍,适合土地受限场景,但总成本高65%。对于PowerTitan等大型储能项目,400MW以上LAES系统成本优势明显,混合TES方案可降低14%成本。建议在地质条件受限区域优先考虑LAES技术路线,结合i...

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...