Hao Wang · Tengfei Liu · Zutao Zhang · Dabing Luo 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

摘要 智能铁路的发展对先进的铁路物联网（IoRT）系统提出了迫切需求，其中主要挑战之一是为偏远的IoRT节点提供持续电力供应。一种可行方案是在强风区域将风能收集装置集成于风屏障中，从而同时实现防风与能量采集功能。本研究提出了一种名为“风之花”（Wind-Blossom, WB）的风能采集装置，将其应用于铁路屏障中，兼具防风、能量采集和风速自感知功能，旨在构建可长期运行的铁路状态监测IoRT系统。WB的设计采用阿基米德螺旋转子与风透镜结构，以实现高效的风能采集与风力削弱效果。该装置集成了电磁与摩擦...

解读: 该铁路风能采集与自感知技术对阳光电源新能源基础设施布局具有启发意义。其混合发电机制(电磁+摩擦纳米发电)可借鉴至光储充一体站的微能量采集系统,为偏远监测节点供电。风速自感知原理可应用于iSolarCloud平台的环境监测模块,提升风光互补电站的预测性维护能力。该多功能集成思路与阳光电源ST储能系统的...

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...

Tahsin Afroz Hoque Nishat · Jong-Hyun Jeong · Hongki Jo · Shenghao Xi 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

摘要 由电池供电的无线传感器网络（WSN）为结构健康监测（SHM）提供了一种经济且易于部署的解决方案。然而，由于传感器网络中电池损耗不均、更换电池时面临后勤规划困难，以及维持SHM所需的服务质量（QoS）等问题，其长期运行的可行性面临挑战。系统层面的电池健康管理策略对于延长WSN的寿命和可靠性至关重要，尤其是在考虑到更换电池所需的昂贵维护行程的情况下。本研究提出了一种基于强化学习（RL）的框架，旨在在保持SHM服务质量的同时，主动在系统层面上管理电池老化问题。该框架聚焦于成组电池更换，以减轻后勤...

解读: 该强化学习电池管理技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。文中针对无线传感网络的系统级电池健康管理策略,可直接应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的BMS优化。通过RL算法实现电池组均衡老化、延长系统寿命的思路,与阳光电源大规模储能电站面临的电池一致性管理挑战高度契合。特别是其考虑光伏...

Zhong Wang · Chao Tang · Yixin Wang · Liang Zhou 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379

摘要 小型风能收集装置在驱动低功耗传感器、照明设备、机器人及其他电器方面具有广阔的应用前景。然而，传统的电磁发电机在小型化收集装置及低频条件下面临诸多挑战。介电弹性体发电机（DEGs）能够在小变形条件下实现能量收集，并具备微型化的潜力。受生物肌腱和肌肉中观察到的弹性能量存储与回收机制的启发，我们提出了一种提高DEG能量转换效率的方法。通过建立用于计算能量收集过程中能量流动的机电模型，我们系统地研究了DEG在不同工况下的能量收集原理以及弹性能量存储与回收在提升效率中的作用。在此理论基础上，我们设计...

解读: 该介电弹性体发电机的弹性储能与能量回收机制,为阳光电源储能系统提供创新启发。其小变形高效能量转换原理可应用于ST系列PCS的机械-电能耦合优化,特别是在低频振动能量捕获场景。弹性储能机制与PowerTitan储能系统的能量管理策略具有协同潜力,可探索用于分布式微能量采集单元,为iSolarCloud...

Hongyuan Zhao · Kangqi Fan · Shizhong Zhao · Shuxin Wu 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379

能量收集背包（EHB）已被公认为可穿戴电子设备的一种可持续电源，但其刚性且沉重的框架与加速结构限制了其在日常生活中的应用。因此，本文提出了一种基于弹弓式柔性加速器（FA）的柔性轻量化EHB设计策略。所提出的FA通过快速释放积累的弹性势能，实现对能量收集装置驱动所需的速度放大。随后，建立并测试了一款质量为1.9 kg、集成FA的电磁式能量收集背包（FA-EEHB），并将其应用于可穿戴电子设备供电。在3.0 Hz超低频振动激励下，携带2.0 kg负载的FA-EEHB可产生215.1 mW的输出功率，...

解读: 该柔性能量收集技术对阳光电源便携式储能和电动汽车充电产品具有启发意义。弹弓式柔性加速器通过弹性势能快速释放实现低频振动高效发电,可应用于移动储能系统的辅助供电和车载能量回收。其轻量化设计理念(1.9kg系统输出215mW)可优化阳光电源便携式储能产品结构,降低系统重量。超低频振动能量捕获技术可集成到...

Jingyan Wang · Hongjun Xiang · Hao Jing · Yijiang Zhu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 利用涡激振动压电能量收集器（VPEHs）从环境中捕获风能以驱动传感器，是一种具有前景的技术。以往大多数学者仅考虑均匀风场，即采用风湍流的平均值，而忽略了实际风环境中脉动分量的影响。这可能导致无法准确预测VPEHs在真实环境下的工作性能。为解决这一问题，本文基于概率密度演化方法（PDEM）建立了一种针对VPEHs的随机分析方法。将升力系数和阻力系数视为随机变量，随后通过数值分析与风洞实验，研究了不同来流风湍流条件下VPEHs的随机响应特性。结果表明，所提出的随机分析方法计算得到的置信区间和概...

解读: 该涡激振动压电能量采集技术对阳光电源风电变流器及分布式传感系统具有应用价值。研究中的随机风场建模方法可借鉴用于优化SG风电变流器的MPPT算法,提升湍流工况下的功率追踪精度。压电能量采集技术可为风电场分布式传感器供电,配合iSolarCloud平台实现免维护监测。基于概率密度演化法的可靠性设计思路,...

Tong Tian · Xuan Yang · Ji Li · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 由于对计算能力需求的不断增长，数据中心（DCs）的功耗已显著上升。然而，这些数据中心产生的大量低品位电子废热在能耗型冷却系统的辅助下直接排放到环境中，导致能源浪费成倍增加。因此，亟需开发创新的冷却技术以及低品位废热回收技术应用于数据中心。本研究提出了一种具有双梯度毛细芯接力结构的环路热管电池（LHPB）。根据梯度毛细芯接力策略，蒸发器入口处的热量泄漏得以缓解，从而使内部蒸汽更快速地传递热量，并冲击安装在冷凝器入口处的微型发电机。此外，设计了两种高效的微型发电机。实验结果表明，在12 V风扇...

解读: 该热管电池冷却技术对阳光电源储能系统具有重要价值。ST系列PCS和PowerTitan在大功率运行时产生大量低品位废热,传统散热方案能耗高。文中双梯度芯热管技术可将热阻降至0.20°C/W，PUE达1.0015，同时通过微型发电机回收废热产生280mW电能。该技术可应用于储能集装箱热管理优化，降低H...

Hui Hwang Goh · Changhe Huang · Xue Liang · Haonan Xi 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 光伏发电（PV）与电动汽车（EV）为农村地区供能及推动可持续发展提供了可行的替代方案。然而，太阳能开发与农业用地之间存在竞争关系，因此必须在能源需求与土地保护之间寻求平衡。尽管农光互补型充电站具有发展潜力，但目前关于其运营模式、政策支持、利益相关者互动以及开发可行性方面的研究仍显不足。本研究结合可再生能源与充电基础设施补贴政策，采用政府与社会资本合作（PPP）模式，并运用演化博弈理论构建理论框架，探讨能源运营商、电动汽车用户和农民之间的策略互动关系。该模型综合考虑发电、充电及农业要素的影响...

解读: 该农光互补充电站研究对阳光电源光储充一体化解决方案具有重要价值。研究验证了7.4公顷土地可满足区域充电需求并年发电7906MWh,契合我司SG系列光伏逆变器+ST系列储能变流器+充电桩的集成方案。演化博弈模型揭示补贴政策对运营商参与度的关键影响,可指导iSolarCloud平台优化多方收益分配算法。...

Weixin Dou · Haoyu Wang · Jing Liu · Mengdi Han 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 微型发电机的开发对于推动可穿戴设备和便携式设备的发展至关重要。摩擦纳米发电机已作为一种有前景的解决方案出现，但其微型化和宽频带能量收集仍面临挑战。为应对这一挑战，本研究采用可控的机械屈曲工艺，开发出具有三维结构的多功能器件。我们设计并实现了将平面前驱体结构转化为目标三维结构，用于微型纳米发电机，且无需使用额外的连接部件。通过改变三维结构的拓扑构型和尺寸，拓展了器件的功能性和适应性。该紧凑型器件在传感和发电方面均表现出优异的循环稳定性和宽频带能量转换能力。聚偏氟乙烯（PVDF）在电荷生成方面...

解读: 该三维柔性纳米发电技术为阳光电源储能系统和智能运维提供创新思路。其宽频能量采集和微型化传感特性可应用于ST系列储能PCS的分布式传感网络,实现电池模组的自供电状态监测。三维结构的机械屈曲设计理念可启发PowerTitan储能系统的模块化拓扑优化。PVDF压电与PI电荷存储的协同机制,对提升储能变流器...

Xiangdong Xiea · Lingjie Lia · Lin Huang · Junjie Wanga 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 尽管地震蕴含巨大的能量，但迄今为止，地震传感器的自供电技术以及地震能量的有效利用仍未得到很好解决。鉴于此，本文研制了一系列压电式地震能量收集器（PSEHs），并在不同类型地震波激励下开展了相应的能量收集性能实验与仿真研究。研究并讨论了若干关键设计参数对PSEH输出电压和输出功率的影响。研究结果表明，U型PSEH在从不同地震波中收集能量方面具有良好的能力与理想的鲁棒性。例如，在峰值地面加速度（PGA）为0.024g的El-Centro波激励下，U型PSEH产生的均方根（RMS）电压和RMS功...

解读: 该压电地震能量采集技术对阳光电源储能系统和智能运维具有重要参考价值。研究中U型压电采集器在0.024g加速度下可输出104V/11.1mW,为自供电传感器提供可能。这启发ST系列储能变流器和PowerTitan系统可集成类似微能量采集技术,实现地震高发区储能站的振动监测传感器自供电,降低辅助电源依赖...