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基于氨燃料质子陶瓷燃料电池、微型燃气轮机和气隙膜蒸馏的电-热-淡水三联产系统的4E性能分析与多目标优化
4E performance analysis and multi-objective optimization of a power-heat-freshwater trigeneration system based on ammonia-fed protonic ceramic fuel cell, micro gas turbine, and air gap membrane distillation
Huichao Zhu · Pan Zhao · Zhaochun Shi · Weihan Xu 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336
摘要 为应对全球对清洁能源和淡水日益增长的需求，特别是在岛屿和沿海地区，提出了一种创新性的电-热-淡水三联产系统，该系统集成了氨燃料质子陶瓷燃料电池（NH₃-PCFC）、燃气轮机（GT）和气隙膜蒸馏（AGMD）。基于热力学、电化学、经济学及环境科学理论，建立了全面的4E（能量、㶲、经济、环境）数学分析模型，推导出多种性能评价指标，并量化了各组件中的不可逆损失。评估了系统的可靠性、可行性与竞争力，并对不同子系统、组件及运行模式的性能进行了比较。针对七个关键参数，开展了局部敏感性分析、全局输入-输出...
解读: 该氨燃料三联供系统的4E优化方法对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。其多目标遗传算法优化策略可应用于PowerTitan储能系统的能量管理,通过调节充放电电流密度、温度等参数实现能效与成本的帕累托最优。系统45.78%的火用效率和94.69%的综合能效为ST系列PCS的热管理优化提供参考。特别是其敏...
采用氢燃料的回热式旋翼机动力装置探索与性能评估
Exploration and performance assessment of recuperated rotorcraft powerplant utilizing hydrogen as fuel
Chengyu Zhang · Guopeng Yub · Youcai Liang · Guorui Linga · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336
摘要 为应对不断上升的燃油成本以及航空排放带来的环境问题，本文提出了一种集成的多学科研究框架，用于探索以氢为燃料的回热式旋翼机动力装置概念。整体方法涵盖了一系列分析，包括旋翼机飞行动力学、涡轴发动机仿真、氢气储存以及回热器性能评估。此外，在改装旋翼机的背景下开展了设计空间探索和重量 penalty 评估，以考察系统集成性与整体性能。针对多种推进构型进行了对比研究，包括以煤油或氢为燃料的简单循环与回热循环，重点关注燃油经济性与有效载荷能力。分析表明，储氢罐重力效率和回热器热有效性是影响系统重量 p...
解读: 该氢燃料旋翼机动力系统研究对阳光电源氢能储能及充电站产品具有重要参考价值。研究中热回收器效率提升23-44%的能效优化思路,可应用于ST系列储能变流器的热管理系统设计。氢储能罐重量效率评估方法,可借鉴至PowerTitan储能系统的能量密度优化。多学科集成分析框架对阳光电源开发氢能充电站及氢-电混合...
原位非晶粘结界面促进质子陶瓷燃料电池中的离子传输
In situ amorphous-adhesive interface facilitate ionic transport in protonic ceramic fuel cells
Wenjuan Zhao · Jun Wang · Bin Li · Enyi Hu 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334
摘要 质子陶瓷燃料电池（PCFCs）是一种具有前景的碳中和发电技术，其利用在稳定的钇掺杂锆酸钡（BZY）电解质中表现出的高质子电导率。然而，由于烧结性能差以及电阻性晶界导致整体质子电导率降低，限制了其实际应用。在本研究中，我们提出了一种基于BZY电解质的免烧结超快质子陶瓷燃料电池（S-PCFC），该电池通过一种非晶粘结界面实现。S-PCFC通过一种简便且可扩展的干压工艺原位制备，避免了传统空气中高温烧结的需求。在电化学运行过程中，氢氧化锂与碳酸锂的熔融混合物被原位嵌入，在晶界处形成非晶粘结界面。...
解读: 该质子陶瓷燃料电池技术通过非晶粘附界面实现超快离子传输,对阳光电源氢能及储能系统具有启发意义。其免烧结工艺和原位界面调控思路可借鉴至电力电子器件封装优化,降低SiC/GaN功率模块的界面热阻。520℃下0.257 S·cm⁻¹的质子电导率突破,为分布式氢燃料电池-储能耦合系统提供新方向,可与ST系列...
基于HFE-7100沸腾冷却的质子交换膜燃料电池温度特性与输出性能实验研究
Experimental study on temperature characteristics and output performance of PEMFCs based on HFE-7100 boiling cooling
Zhihao Sun · Yanyan Li · Guanchen Liao · Xianglong Luo 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334
质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种具有前景的清洁能源技术；然而，有效的热管理仍然是一个关键挑战，尤其是在高功率密度下，温度分布不均会严重影响电堆的性能和寿命。沸腾冷却利用冷却剂的相变过程，为提升PEMFC的热管理水平提供了潜在解决方案。尽管该技术前景广阔，但其在燃料电池电堆中的实际应用尚未得到充分探索。本研究旨在通过构建性能测试平台，系统评估在沸腾冷却条件下PEMFC的温度特性和输出性能，以弥补这一研究空白。采用壁面温差（Td）和温度均匀性指数（TUI）来评价温度均匀性，并重点分析冷却剂入口...
解读: 该PEMFC沸腾冷却技术对阳光电源氢能战略布局具有重要参考价值。研究中的相变冷却方案可借鉴至大功率PCS功率器件散热,特别是ST系列储能变流器中SiC模块的热管理优化。温度均匀性提升47-58%的成果,可应用于充电桩大功率模块设计,解决功率密度提升带来的局部过热问题。多参数协同优化方法论对iSola...
混合动力与低碳燃料对重型卡车的技术经济与环境影响
Techno-economic and environmental impacts of hybridization and low-carbon fuels on heavy-duty trucks
Kangjie Liu · Zhiyu Han · Junbo Zhang · Ziwei Tang 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332
摘要 重型卡车在汽车领域中占据了相当大比例的石油消耗和二氧化碳排放。然而，其向低碳可再生能源的转型进程却落后于乘用车。本研究系统评估了多种低碳燃料动力系统及燃料-电力混合系统在重型长途卡车上的性能、能耗、全生命周期成本（TCO）以及油井到车轮（WTW）的二氧化碳排放表现。所考虑的燃料包括液化天然气（LNG）、甲醇、氢气和电能，而评估的混合系统构型则涵盖串联式、并联式和混联式。首先对这些柴油-电力混合系统的结构参数进行了优化，以提升其性能与成本效益。结果表明，混联式设计为最有效的构型，并被进一步应...
解读: 该研究揭示重卡混合动力与低碳燃料的协同减排路径,对阳光电源充电桩及储能业务具有战略价值。研究证实电池-燃料混合系统优于纯内燃机,验证了阳光电源充电站配套储能系统的市场潜力。氢能与甲醇重卡的TCO分析表明,需通过可再生能源制氢/醇降低全生命周期碳排,这与阳光电源光伏-储能-制氢一体化解决方案高度契合。...
通过收集环境中的热能和机械能提高混合能量收集器的电效率
Boosting electrical efficiency in hybrid energy harvesters by scavenging ambient thermal and mechanical energy
Arun Monda · Amish Kumar Gauta · Neeraj Khare · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332
摘要 混合能量收集装置通过同时利用多种能源来发电，有望提升功率效率。然而，为了从混合器件中实现更高的效率，两个独立器件的输出功率需要具有可比性。本文研制了一种集摩擦纳米发电机（TENG）和热电发电机（TEG）于一体的单一混合器件，能够同时收集热能和机械能。该混合器件中的TEG部分在温差ΔT约为12.5 K时产生约35 μW/cm²的最大功率密度，而TENG部分单独工作时也产生了约32 μW/cm²的最大功率密度。由于热电与摩擦电组件的功率密度相近，使得该混合器件具有更高的整体效率。与以往报道的结...
解读: 该混合能量收集技术对阳光电源电动汽车驱动系统具有启发意义。TENG-TEG混合器件同时捕获机械振动和热能,功率密度达32-35 μW/cm²,混合输出提升37%。可应用于电动汽车OBC充电机和电机驱动系统的余热回收与振动能量捕获,优化辅助电源设计。结合阳光电源三电平拓扑和SiC功率器件技术,可提升驱...
基于深度强化学习并考虑电驱动系统热特性的混合动力汽车能量管理策略
Energy management strategy for hybrid electric vehicles based on deep reinforcement learning with consideration of electric drive system thermal characteristics
Juhuan Qin · Haozhong Huang · Hualin Lu · Zhaojun Li · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332
摘要 深度强化学习已成为实现混合动力汽车在线优化能量管理的有力候选方法。然而，以往的研究尚未考虑混合电驱动系统中关键部件整体热特性对系统性能的影响。本文针对插电式混合动力汽车，提出一种基于深度确定性策略梯度算法并考虑电驱动系统热特性的能量管理策略，旨在将电池和电机的温度控制在安全范围内，同时提升车辆的整体性能。首先，构建了电池与电机的温度模型，并将其引入能量管理策略框架中；其次，采用基于深度确定性策略梯度的智能算法调节权重系数，以实现多目标之间的协调优化。基于多种典型循环工况开展了仿真实验，结果...
解读: 该深度强化学习热管理策略对阳光电源电动汽车驱动系统及储能产品具有重要价值。在电机驱动器方面,可借鉴其温度预测模型优化功率器件(SiC/IGBT)热管理,降低损耗并延长寿命;在储能PCS(ST系列)中,可应用DDPG算法实现电池热状态动态调控,提升PowerTitan等系统循环寿命;在充电桩OBC产品...
考虑转子-导管相互作用的潮流导管式水轮机设计与性能分析
Design and performance analysis of a tidal ducted turbine considering rotor-duct interaction
Yunlei Meiabc1 · Fengmei Jing · Xinru Wang · Bin Guo 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332
本文通过将计算流体动力学（CFD）与响应面方法（RSM）及NSGA-II算法相结合，构建了一种导管式水轮机的多目标优化设计方法。优化目标为实现最大功率系数。设计变量包括导管倾角、导管长度、叶尖间隙以及转子轴向位置。首先，建立了导管式水轮机的数值模拟模型，并利用拖曳水池实验数据对其进行了验证。其次，采用响应面方法建立了导管结构设计变量与优化目标之间的回归方程。最后，运用NSGA-II算法对目标进行优化，并分析了导管式水轮机的水动特性与流场特征。结果表明，导管式水轮机的最大功率系数（C<sub>P<...
解读: 该导管式潮流涡轮机的多目标优化设计方法对阳光电源EV驱动系统具有重要借鉴价值。其CFD仿真与响应面法结合NSGA-II算法的优化框架,可应用于电机冷却风道设计,通过优化定转子间隙、风道角度等参数提升散热效率。研究中转子-导管交互作用的流场分析方法,可指导永磁同步电机的气隙磁场优化。尾流特性分析对电驱...
一种具有等容与等温过程的新型耦合动力循环在内燃机中的性能优化与对比研究
Performance optimization and comparative study on a novel coupled power cycle featuring isochoric and isothermal processes in internal combustion engine
Ruizhao Gao · Kunteng Huang · Hongrui Li · Ruikai Zhao 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332
开发具有更高热效率的热力循环是应对内燃机节能、环保和减排挑战的关键途径。然而，现有的内燃机优化循环仍受限于奥托循环、柴油循环和布雷顿循环等经典热力循环的基本局限性，导致循环性能提升遭遇瓶颈。得益于基于先进柔性材料的张力活塞技术，内燃机中的等温过程得以灵活实现。本文提出了一种新型循环——具有等容与等温过程的耦合动力循环，以提高平均吸热温度。基于热力学基本定律建立了热力学模型，并推导了理想气体的理想热效率方程。结果表明，热效率和可持续性指数均与压气机及活塞燃烧室的压力比呈正相关关系。相比之下，随着压...
解读: 该耦合动力循环技术通过等容-等温过程优化,热效率提升30%以上,为阳光电源储能系统热管理提供创新思路。ST系列PCS及PowerTitan在大功率运行时面临散热挑战,可借鉴其等温过程控制策略优化功率器件温度管理。该技术对压缩比的多目标优化方法,可应用于储能系统功率密度与效率的协同设计。结合SiC器件...
极端天气条件下电动汽车热管理系统比较分析：以2019款日产Leaf Plus、2020款雪佛兰Bolt和2020款特斯拉Model 3为例
Comparative analysis of thermal management systems in electric vehicles at extreme weather conditions: Case study on Nissan Leaf 2019 Plus, Chevrolet Bolt 2020 and Tesla Model 3 2020
Rabih Al Hadda · Charbel Mansour · Namdoo Kim · Jigu Seo 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332
摘要 随着电动汽车（EV）普及率的上升以及对更长续航里程的需求日益增长，优化能源效率变得尤为关键，尤其是在极端天气条件下，而热管理是实现这一目标的核心环节。用于座舱气候控制和电池温度调节的巨大能耗可使整车能量需求增加超过50%，从而严重限制车辆续航能力。本研究针对三款主流电动汽车——2020款雪佛兰Bolt、2019款日产Leaf Plus和2020款特斯拉Model 3，开展了热管理系统（TMS）的对比分析，评估其在不同气候条件下的TMS结构配置与运行性能。通过结合在美国阿贡国家实验室受控试验...
解读: 该研究对阳光电源EV充电及储能热管理具有重要参考价值。文中对比的三种热管理方案(双蒸发器+PTC、热泵+风冷)在极端温度下的能耗差异显著:-7°C时热泵方案续航损失仅19.3%,远优于PTC的28-31%。这为阳光电源充电桩产品优化提供启示:可开发智能温控充电策略,在极端天气下动态调整充电功率曲线以...
基于Sobol敏感性分析的足式机器人轻量化液压动力单元设计
Design of lightweight hydraulic power unit for legged robots based on the Sobol sensitivity analysis
Bin Yu · Huashun Li · Chengze Gu · Ao Shen 等10人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.328
摘要 降低足式机器人的重量可提高其续航能力、机动性和承载能力，使其能够执行更为复杂的任务，例如从在平坦地形上行走过渡到完成具有挑战性的跳跃动作。作为液压驱动足式机器人的核心能源，液压动力单元（HPU）的重量占整个机器人总重的50%以上，具有显著的减重潜力。然而，HPU的设计与尺寸参数较为复杂，影响其重量的关键因素尚不完全明确，导致难以进行有针对性的优化。为解决上述问题，本文提出一种基于Sobol敏感性分析方法的足式机器人轻量化液压动力单元（LHPU）设计方案。首先，建立了LHPU关键部件的重量模...
解读: 该液压动力单元轻量化设计方法对阳光电源电动汽车驱动系统具有重要借鉴意义。文中基于Sobol敏感度分析的参数优化思路可应用于电机驱动器、车载充电机(OBC)等产品的轻量化设计,通过识别关键影响参数实现40%以上减重。该方法可指导阳光电源优化电驱动系统的电机-控制器匹配、散热结构集成化设计,提升新能源汽...
一种用于高功率燃料电池汽车的耦合式多模式热管理系统设计与控制及余热利用
A coupling and multi-mode thermal management system design and control for high-power fuel cell vehicles with utilizing waste heat
Zhongwen Zhua1 · Xin Wangab1 · Weihai Jiang · Weizhi Wanga 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.328
近年来，由于热管理系统对燃料电池汽车的整体经济性、环境适应性和车辆耐久性具有深远影响，其受到了广泛关注。本研究开发了一种集成式利用余热的燃料电池汽车热管理系统，以提高环境适应性和能源利用效率。该系统集成了多个热管理回路，包括燃料电池系统、动力电池、电驱动系统以及乘员舱。通过设计一个换热器，实现了燃料电池余热的回收以及各回路热量的高效管理。六通阀的集成设计可实现多个热管理回路的灵活解耦控制，并合理利用电驱动系统产生的余热。此外，针对燃料电池热管理系统中电气附件能耗较高以及换热器引入的外部热干扰问题...
解读: 该燃料电池多模式热管理技术对阳光电源EV动力系统及储能热管理具有重要借鉴价值。其多回路耦合设计理念可应用于PowerTitan储能系统的电池热管理优化,通过PCS功率器件余热回收降低HVAC能耗。ADRC自抗扰控制算法可集成至充电桩及OBC产品,提升宽温域适应性。六通阀解耦控制思路启发ST系列PCS...
液态金属实现的热-电耦合电流传输性能分析
Performance analysis of coupled thermal-electric current transmission by liquid metal
Chuan-Ke Liu · Mao-Lin Li · Shun Ma · Xin-Yi Liu 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327
摘要 高功率直流快充（DC-HPC）有望推动电动汽车（EV）向高能效与低碳可持续方向发展，但在极端高温冲击下存在热失控风险。传统的冷却方法将电流传输与散热过程分离，在超大充电电流条件下难以实现高效的热管理与结构灵活性。本文提出一种基于液态金属（LM）的热-电耦合电流传输策略，构建了用于电动汽车超充的柔性协同供电线（FSPL），即使在超过1000 A的电流下仍可稳定工作。该液态金属基FSPL（LM-FSPL）兼具载流导通与主动冷却散热的协同功能，能够快速消除超高充电电流所产生的超高热流密度，从而促...
解读: 该液态金属热电耦合传输技术对阳光电源充电桩产品线具有重要价值。针对1000A+超大功率直流快充场景,液态金属同步实现载流与主动冷却,可显著提升充电站热管理效率。技术启示:1)可优化现有DC充电模块的热设计,突破功率密度瓶颈;2)柔性可弯曲特性适配充电枪线缆轻量化需求;3)62.7%的散热能力提升可降...
采用单回路和双回路间接热泵并使用丙烷制冷剂的电动汽车热管理系统性能比较
Performance comparison of thermal management systems for electric vehicles using single- and dual-loop indirect heat pumps with propane
Soonbum Kwon · Dongchan Le · Se Hyeon Ham · Minwoo Le 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327
摘要 丙烷制冷剂被认为可用于热泵系统，以提高电动汽车的续航里程并减少其环境影响。在使用丙烷时，为满足安全法规要求，应采用单回路和双回路间接热泵系统。然而，目前针对采用丙烷的单回路与双回路热泵系统之间的性能对比研究较少，尚难以确定哪种间接系统更适合用于电动汽车。本研究比较了在电动汽车中采用带余热回收模式的单回路和双回路热管理系统的能量、经济和环境性能，涵盖制冷与制热工况。在从电池和电机回收废热的情况下，在固定制冷/制热容量条件下，单回路系统在制热和制冷工况下的性能系数分别比双回路系统高出8.3−1...
解读: 该研究对阳光电源电动汽车热管理系统具有重要参考价值。单回路间接热泵系统在制冷制热工况下COP分别提升38-49.5%和8.3-11.0%,且生命周期成本降低9.4%,可应用于我司电驱动系统及充电桩的热管理优化。研究中的电池和电机余热回收技术可与我司储能系统PowerTitan的热管理方案结合,通过优...
基于氢驱动固体氧化物燃料电池的绿色无人机混合动力系统综合性能研究
Study on the comprehensive performance of a hybrid power system based on hydrogen-driven solid oxide fuel cells for green unmanned aerial vehicles
Zhiting Chen · Qitai Eri · Liwei Yang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327
摘要 为实现碳中和目标，航空业需要低碳发展战略。氢驱动固体氧化物燃料电池（SOFCs）作为一种具有前景的绿色能源，具备零碳排放和高能量效率的优点。然而，当前大多数SOFC研究主要集中在地面应用中最大化效率，导致其功率质量比较低，限制了其在航空领域的适用性。本文探讨了一种将SOFC与燃气轮机相结合的混合动力系统，用于长航时无人机（UAVs）。在该系统中，SOFC实现高效发电，同时向燃气轮机提供可回收利用的余热，从而提升系统的整体效率和功率质量比。本文在起飞和巡航两个飞行阶段对四种混合动力系统构型进...
解读: 该SOFC-燃气轮机混合动力系统对阳光电源氢能储能技术具有重要启示。其42-52%的系统效率和0.77kW/kg功率密度,验证了氢燃料电池与能量回收系统集成的优势。可借鉴其热电联供架构,应用于ST系列储能系统的氢储能扩展方案,结合iSolarCloud平台实现燃料利用率和压比的智能优化控制。该混合拓...
从原理到实践：面向能源系统热管理的喷雾闪蒸蒸发技术最新进展与展望
From principles to practice: Review of recent advances and perspectives in spray flash evaporation technology towards thermal management of energy systems
Si Chen · Mohamed Qenawy · Jiameng Tian · Zhentao Wang 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326
摘要 在追求可再生能源与可持续能源解决方案的过程中，强化传热与传质过程至关重要。喷雾闪蒸蒸发（SFE）是一种快速的热力学现象，涉及过热液体的瞬时汽化，被视为能源系统中传热传质强化的一种先进手段。本综述全面阐述了SFE的基本原理、实验与数值研究进展及其在能源领域的潜在应用。尽管SFE过程中充分发展区的传热传质特性已被广泛研究，但由于缺乏先进的测量技术与精确的理论模型，对于密集喷雾条件下喷嘴出口附近的闪蒸雾化及相变行为仍缺乏深入理解。技术进步已通过先进的间歇性技术和纳米流体的应用，显示出提升效率与环...
解读: 该喷雾闪蒸蒸发技术对阳光电源光伏逆变器和储能系统热管理具有重要应用价值。SFE技术可显著提升SG系列逆变器功率器件散热效率,特别是SiC/GaN高功率密度模块的温度控制。在PowerTitan储能系统中,该技术可优化电池热管理,提高循环寿命和安全性。对于集中式光伏电站,SFE冷却可提升组件效率并降低...
环境温度对电动汽车续航里程的影响：考虑电池性能、动力系统效率和空调负载
Effects of ambient temperature on electric vehicle range considering battery Performance, powertrain Efficiency, and HVAC load
Jigu Seo · Ram Vijayagopal · Namdoo Kim · Aymeric Rousseau 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326
摘要 本研究通过分析环境温度对可用电池能量（UBE）、暖通空调（HVAC）能耗以及动力系统能量损失的影响，探讨其对电动汽车（EV）续航里程的作用。在热环境舱内利用底盘测功机开展了多种温度条件下的试验，以深入研究上述影响机制。结果表明，较低温度会导致电动汽车中锂离子电池的可用电池能量下降。在−18 °C时，可用电池能量相较于22 °C条件下减少了4%至8%。电池热管理策略对可用电池能量的损失具有显著影响，不同热管理策略导致了不同程度的可用电池能量减少。暖通空调系统的能耗，尤其是用于车内供暖的部分，...
解读: 该研究揭示环境温度对电动汽车能耗的多维影响,对阳光电源充电桩及储能系统设计具有重要参考价值。研究表明-18°C时续航降低60%,主要源于电池可用能量下降、HVAC能耗激增及动力系统损耗增加。这启发我们在充电站解决方案中集成预热功能,利用PowerTitan储能系统的热管理技术优化低温充电策略;在车载...
应用相变材料与预测模型优化质子交换膜燃料电池
Applying phase change materials and predictive modeling to optimize proton exchange membrane fuel cells
Iman Sarani · Zhiming Bao · Wenming Huo · Zhengguo Qin 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要 全球日益增长的能源需求和环境问题迫切需要在高效、可持续能源技术方面取得重大进展。质子交换膜燃料电池是一种具有前景的清洁能源发电技术。然而，在停机期间存在的性能不稳定性和热管理挑战限制了其实际应用。因此，本研究采用一种综合方法来提升质子交换膜燃料电池的性能与效率。该方法结合响应面法与人工神经网络进行预测建模与优化，并利用相变材料在停机期间维持最佳运行条件。通过实施中心复合设计，评估了温度、压力以及进出口流量等关键运行参数对功率密度的影响。所建立的响应面法模型和人工神经网络模型均表现出较高的预...
解读: 该燃料电池热管理与优化技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。研究中采用的相变材料(PCM)热管理方案可应用于ST系列PCS及PowerTitan储能系统的温控优化,在环境温度波动时延长最佳工作温度维持时间达3-5倍。响应面法与神经网络预测建模思路(R²>98%)可集成至iSolarCloud平台,...
基于半经验模型驱动协同仿真下集成式固体氧化物燃料电池冷热电联供系统的多目标优化与后验多准则决策
Multi-objective optimization and posteriori multi-criteria decision making on an integrative solid oxide fuel cell cooling, heating and power system with semi-empirical model-driven co-simulation
Bin Gao · Yuekuan Zhou · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
在绿色建筑中，利用副产水电解制氢的集成式固体氧化物燃料电池冷热电联供系统可推动碳中和转型。然而，关于冷热电联供系统设备容量配置的基本机理及其对系统技术经济性的影响尚未明确，尤其是在考虑相关设备动态退化特性和效率变化的情况下。本研究建立了基于MATLAB-TRNSYS协同仿真的多软件优化平台，用于开展参数化容量配置分析，在建模复杂性与计算效率之间实现了良好平衡。构建了一个自给型冷热电联供系统模型，并集成了固体氧化物燃料电池的半经验代理模型，以高效地与其他电站辅助设备类型进行交互。通过各组件（电池、...
解读: 该SOFC冷热电联供系统的多目标优化方法对阳光电源氢能储能系统具有重要借鉴价值。研究中的MATLAB-TRNSYS协同仿真平台可应用于ST系列储能变流器与氢储能设备的容量配置优化,特别是电解槽、燃料电池与PowerTitan储能系统的协调控制策略开发。其半经验代理模型方法可降低iSolarCloud...
结合氨分解、质子交换膜燃料电池与微型燃气轮机的高效氨燃料混合发电系统：热力学模型与性能优化
High-efficiency ammonia-fueled hybrid power generation system combining ammonia decomposition, proton exchange membrane fuel cell and micro gas turbine: A thermodynamic model and performance optimization
Li Linabc1 · Mingwei Sunac1 · Yifan Wu · Wenshi Huang 等11人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要 作为一种具有液化储存和运输优势的无碳氢（H₂）载体，氨（NH₃）被视为用于氢气生产和发电的一种有竞争力的清洁能源载体。本文设计了一种新型以氨为燃料的混合发电系统，该系统将氨分解反应器（ADR）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）和微型燃气轮机（MGT）相结合，并采用热化学余热回收技术用于ADR。建立了系统级的热力学模型，以评估不同优化策略下的系统性能。模型计算结果表明，将氨分解温度从500 °C降低至350 °C，可使能量效率从33.5%提升至43.2%，因此提出了两种改进的集成策略。将部分...
解读: 该氨燃料混合发电系统对阳光电源氢能储能方向具有前瞻价值。其PEMFC与微燃机耦合架构可借鉴至ST储能系统的冷热电三联供场景,通过热化学回收提升能效至44%的思路,可启发PowerTitan储能电站集成燃料电池的热管理优化。氨作为零碳储氢载体的液化运输优势,契合大规模储能调峰需求。系统级热力学建模方法...
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