Pan Guo · Weiguo Chena · Junyu Lua · Ligang Zhang 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 相变材料（如石蜡）在热能存储方面具有广阔前景，但存在导热系数低以及熔融过程中结构不稳定的问题。本文报道了一种受生物启发的重力导向组装方法，用于制备形状自适应的相变复合材料，该方法将铜纳米片集成到聚二甲基硅氧烷（PDMS）基体中，形成类似贻贝结构的互锁层状支架。 hierarchical 铜纳米片网络使面内导热系数提升至4.27 W·m⁻¹·K⁻¹（是纯石蜡的20倍），并具有5:1的各向异性比，实现了快速的横向热扩散。PDMS基体赋予材料柔韧性和形状自适应能力，而互锁的铜纳米片则对熔融石蜡起...

解读: 该仿生铜纳米片相变复合材料技术对阳光电源储能及光伏系统具有重要应用价值。其84.8%光热转换效率和4.27 W·m⁻¹·K⁻¹导热系数可优化PowerTitan储能系统的热管理性能,降低PCS功率模块温升。柔性形状自适应特性适用于SG系列逆变器复杂散热结构,特别是1500V高压系统的SiC/GaN器...

Zhen Hea · Xiaoxiao Xua · Yunying Haoa · Yongfang Huang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

生物甲烷在智能能源网络中展现出双重调节优势。它通过管道压力平衡增强了供气灵活性，同时作为冷能载体用于电力调峰。然而，当前关于生物甲烷储能与负荷转移的研究仍处于探索阶段。本文提出了一种新型液化生物甲烷-空气联合储能（LBAES）系统，以克服液化空气储能系统输出系数低以及液化生物甲烷储能系统运行不灵活的问题。为评估所提系统的可行性，开展了综合能量、㶲和经济性评价的热经济分析。通过敏感性分析和多目标优化确定了最优运行参数。结果表明，在多目标优化后，系统最大往返效率可达88.04%，此时净现值为539,...

解读: 该液化生物甲烷-空气复合储能系统(LBAES)的88.04%往返效率和气电双调峰特性,为阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统提供创新应用场景。系统中热交换器占64.70%能量损失的分析,可指导我们优化储能系统热管理策略。其气电协同调峰模式与阳光电源iSolarCloud平台的多能互补...

Xianan Sun · Yonglin Heab · Junqi Yang · Ziwen Zhao 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 可再生能源的并网引入了波动性和间歇性，对电力系统的稳定性构成挑战。尽管氢储能（HES）和抽水蓄能（PHS）均能有效缓解风电和光伏出力的波动，但二者在性能方面的系统性对比分析仍较为缺乏。本研究针对氢储能与抽水蓄能系统开展了能量容量最优配置的比较分析。我们构建了一种新颖的优化模型，综合考虑储能系统的约束条件，并引入小时利用率指标，结合熵权TOPSIS法进行综合评价。主要研究结果表明：两类技术各有优势，HES可提供61,200 MWh（85小时）的长时储能能力，而PHS则提供23,787 MWh...

解读: 该研究对阳光电源储能系统配置具有重要指导意义。针对氢储能与抽水蓄能的对比分析,可优化ST系列PCS在大规模新能源基地的容量配置策略。研究提出的小时利用率指标和熵权TOPSIS评估方法,可集成至iSolarCloud平台,实现储能系统经济性与技术性能的智能评估。4000MW光伏配1200MW储能的最优...

Guojie Zhang · Yifan Yanga · Zunlong Jina · Sławomir Dykas · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

压缩空气储能（CAES）是一种通过压缩空气储存能量，并在需要时释放以发电的技术。该技术有助于平衡电力供需，提高可再生能源的利用率，并减少对化石燃料的依赖。作为能量转换的核心装置，压缩机的性能显著影响CAES系统的效率。压缩机转子的跨音速转速会引起温度与压力之间的不平衡，从而成为流道内非平衡凝结现象的驱动力。凝结流动会显著影响传热与传质过程，进而影响CAES系统的整体性能。本研究采用一维拉瓦尔喷管结构对非平衡凝结相变过程进行数值模拟，揭示了在相对湿度、进口温度和壁面曲率等边界条件下流场中的传热传质...

解读: 该研究揭示的压缩空气储能系统中压缩机非平衡冷凝传热机理,对阳光电源PowerTitan储能系统的热管理优化具有重要参考价值。研究指出的入口空气干燥处理可有效调控压缩机热负荷,可应用于ST系列PCS的环境适应性设计。冷凝相变导致的熵增和效率损失机制,为储能系统BMS热管理策略提供理论依据,有助于提升P...

Peiben Wanga1 · Lishuo Liub1 · Chengshan Xuc · Wenyu Dongd 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要：LiFePO4电池常用于储能电站，其潜在的热失控行为对这些电站的安全构成威胁。大容量LiFePO4电池的热失控行为表现出三维传播特性，而电解液的沸腾使电池内部的传热行为更加复杂，阻碍了高热安全性电池的设计。本文通过模型量化并可视化了电解液的吸热汽化过程及传热行为。开展了包括产热、产气、内部压力、电解液相变、泄压口质量流速以及排气气体成分在内的综合性试验，为模型提供了输入参数。在模型与实验结果的对比中，电池前表面温度的决定系数为0.9258，后表面温度的决定系数为0.9046。安全阀开启后，...

解读: 该研究对阳光电源PowerTitan储能系统及ST系列PCS的热安全设计具有重要价值。280Ah磷酸铁锂电池热失控三维传播特性及电解液气化吸热模型,可直接应用于我司大容量储能电站的热管理优化。研究量化的安全阀开启后7°C温差数据,为电池模块隔热设计提供精确参数,助力提升PowerTitan液冷系统的...

Shilong Wanga · Gang Zhoub · Sunwen Xiaa · Hao Qiua 等11人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 当前全球能源格局正在经历重大变革。传统能源的高消耗不仅导致资源迅速枯竭，还引发了一系列环境问题。因此，可再生和清洁能源正受到全球越来越多的关注。本文提出一种集发电、储能与削峰填谷功能于一体的综合能源系统。该系统利用太阳能热能以及需要消纳的可再生电力，将太阳能以熔盐形式储存后，供给超临界二氧化碳（sCO₂）循环系统进行发电。同时，系统利用CO₂和H₂合成甲醇，实现能量存储。在用电高峰时段，燃气-蒸汽联合循环（GTCC）以甲醇为燃料进行发电。该过程产生的烟气经烟气处理单元处理后，捕集其中的CO...

解读: 该综合能源系统对阳光电源储能及光伏产品具有重要参考价值。系统采用的光热-熔盐储能与sCO2发电技术可与我司ST系列PCS及PowerTitan储能系统形成互补方案,提升新能源消纳能力。电解制氢-甲醇合成的化学储能路径为长时储能提供新思路,可拓展我司储能产品应用场景。系统实现的削峰填谷功能与我司GFM...

Hao Lia · Ji Zhang · Xueyuan Cuib · Xiaochen Liua 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 建筑不平衡功率源于建筑负荷与分布式可再生能源发电之间的不匹配，需要灵活资源来维持电网交互的稳定性。本文提出一种频域方法，将不平衡功率加性分解为季节、周和日三个时间尺度上的分量，并评估各时间尺度对应的灵活性需求。通过应用帕塞瓦尔定理，不平衡功率的波动性指标也被分解到这些不同的时间尺度上。在北京某购物中心的案例研究中，该建筑分布式光伏（PV）渗透率达到40%，其日尺度分量占总波动性的85%，而较小的季节性分量却需要显著更高的灵活能量容量。此外，在进行多时间尺度分解后，调度优化模型表明，各时间尺...

解读: 该多时间尺度不平衡功率分析技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究揭示日尺度波动占85%变异性但季节性不平衡需更高能量容量,可指导ST系列PCS和PowerTitan储能系统的容量配置策略。结合SG系列光伏逆变器的发电数据,通过iSolarCloud平台实现多时间尺度的能量管理优化,针对不同建筑...

Valeria Palomb · Andrea Frazzic · Vincenza Brancato · Antonino Bonanno 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

吸附式系统已被广泛研究用于制冷应用以及作为提供供热和供冷的热化学储能装置，以满足季节性需求。近年来，许多研究人员致力于开发适用于此类应用的复合吸附材料，但绝大多数研究局限于材料层面或小型装置。本文报道了一种实验室规模吸附系统原型的实验结果。该系统的主要创新特征在于使用由硅胶和氯化钙（CaCl₂）组成的复合材料（盐在硅胶基质中的质量分数为25%），并结合一种专利的蒸发/冷凝方法，该方法将多孔结构直接置于真空腔内，与换热器及储能材料集成在一起。实验测试同时考虑了该系统作为制冷机和热化学储能装置两种运...

解读: 该复合吸附剂热化学储能技术为阳光电源ST系列储能系统提供了冷热联供新思路。CaCl2/硅胶复合材料实现14-19MJ储能容量,可与PowerTitan储能柜协同,解决电化学储能温控能耗问题。其6kW制冷功率和季节性储能特性,适合配套大型地面电站和工商业储能场景,通过iSolarCloud平台实现电-...

Wenjie Qiac · Jiaxing Yanga · Zhigang Zhang · Jieyang Wuab 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340

摘要 电池热管理是纯电动汽车面临的主要挑战之一，热失控事件引发了公众安全担忧。针对车辆动力电池在高放电倍率下模块温度过高及热均衡性不足的问题，本文提出一种基于电池模组温度分布特性的新型圆柱形锂离子电池缠绕式冷却带结构。通过对四种冷却结构的热-水力性能进行对比分析，结果表明所提出的结构在电池热管理应用中表现出更优的性能。在固定质量流量条件下，系统研究了冷却带几何结构对热管理性能的影响。热-水力分析表明，主通道高度为24 mm、支通道高度为16 mm的分叉式冷却带设计可使散热效率达到最大。采用正交试...

解读: 该圆柱电池缠绕式冷却带技术对阳光电源储能系统和充电桩产品具有重要应用价值。针对PowerTitan等大型储能系统,该分叉式冷却结构可优化电池热管理,降低最高温度6.31K并减少39.02%压力损失,提升系统安全性和能量密度。对于充电站大功率快充场景,该技术可改善电池包温度均匀性,延长循环寿命。建议结...

Weiqin Lua · Xueyu Tanga · Yang Zhanga · Weiliang Wangd 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340

摘要 电热储能（ETES）技术在高效消纳可再生能源、提升电网灵活性方面展现出巨大潜力。本文提出了一种创新的ETES系统，该系统将电磁感应储热（EIHS）与移动床放热（MBHR）相结合。基于CFD-DEM方法建立了数值模拟模型，用于评估系统的性能和技术可行性。在一个研究案例中，电磁感应加热单元实现了均匀的径向温度分布、可调节的升温速率以及高颗粒体储热密度；而管式移动床换热（MBHE）单元表现出较高的传热强度（678.2–784.6 W/m²/K）。该系统的电能到电能转换效率约为30.78%，未计入...

解读: 该电磁感应固态储热技术为阳光电源储能系统提供了新型长时储能方案参考。其电-热-电转换模式可与ST系列PCS协同,利用谷电或弃光弃风实现削峰填谷。CFD-DEM仿真方法对PowerTitan热管理优化具有借鉴意义,特别是温升速率可调和高传热强度(678-784 W/m²/K)的设计思路。虽然30.78...

Zhihui Wanga · Binjian Nieb · Nan Hea · Qicheng Chena 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340

摘要 能源存储技术的发展推动了可再生能源的应用，解决了能源波动性问题。然而，电网吸纳能力不足导致大量弃电现象。本研究提出将固体氧化物铁-空气氧化还原电池（SOIARB）集成至太阳能光热发电（CSP）与钙循环（CaL）系统中，以实现电能与热能的混合存储。在三种集成方案中，方案一（CaCO₃气流加热Fe气流）表现出最高的往返效率（RTE）。当电流密度从100 A/m²升高至2000 A/m²时，电池的能量效率从91.99%下降至53.60%。能量分析表明，当铁的质量流量为15.01 kg/s、横截面...

解读: 该混合电-热储能技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要启示。铁-空气电池与光热发电耦合实现72.55%功率提升,验证了多元储能协同价值。建议在ST系列PCS中集成热电联储控制算法,优化充放电策略以提升往返效率。该技术可应用于大型光伏电站配储场景,通过iSolarCloud...

Wei Liab · Lianjie Zhang · Qiuwang Wangb · Kai Zhaoc 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.339

摘要 为支持可再生能源的并网，亟需具备地理适应性强、大规模、长时储能能力的储能解决方案，这凸显了传统热储能系统的关键局限性。为实现高能量密度和高品质热能提升，本文提出一种新型由气源能量驱动的朗肯-卡诺电池系统，该系统采用级联式盐水合物热化学储能（TCES）模块，以提高能量密度、往返效率及经济可行性。针对两种储能构型——增压辅助热化学储能和增压辅助级联热化学储能结合冷凝热回收——开展了系统的综合建模与技术经济性评估。结果表明，后者具有更优的热力学性能，其往返效率显著达到67.73%，㶲效率为71....

解读: 该Rankine-Carnot电池技术为阳光电源储能系统提供重要参考。其67.73%往返效率和0.214$/kWh平准化成本与ST系列PCS性能指标形成互补,盐水合物热化学储能的高能量密度(136.38kWh/m³)可启发PowerTitan系统热管理优化。压缩机-膨胀机占比超50%投资的分析,对储...

Pei Li · Rujing Yan · Jing Zhang · Mou Wu 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336

摘要 将太阳能转化为氢气为解决太阳能发电的间歇性问题并实现长期能量存储提供了一种有前景的解决方案。然而，当前基于光伏、光催化和热化学过程的制氢方法通常未能充分考虑太阳光谱中不同波段能量品质的差异，从而限制了其能量转换效率。针对这一问题，本文提出一种创新性的高效率制氢方法，通过集成上述三种技术路径，并优化太阳光谱能量的梯级利用。该方法将太阳光按紫外、可见光和红外波段进行分谱，分别驱动光热催化、光伏电解水以及甲醇重整反应，同时结合废热回收以进一步提升系统整体能效。为评估系统性能，建立了全面的运行仿真...

解读: 该全光谱制氢技术对阳光电源光储氢一体化解决方案具有重要启示。其光伏电解水部分可与SG系列逆变器及ST系列PCS深度耦合,通过MPPT优化提升光电转化效率;系统40.20%的太阳能制氢效率和68.01%的能源效率为我司PowerTitan储能系统与制氢装置的协同设计提供参考;光谱分级利用思路可应用于i...

Tiantian Yan · Bachirou Guene Lougou · Boxi Geng · Boshu Jiang 等11人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336

摘要 热化学储能因其在聚光太阳能系统中具有高能量密度和高效率，成为可持续储能领域极具前景的解决方案。氧化钴由于具备较高的储能容量和优异的循环稳定性，在热化学储能应用中尤为引人关注。然而，其性能受限于氧化还原过程中的热滞后现象以及还原与氧化反应之间显著的温度差。为应对这些挑战，本研究探讨了铜、锰和铁掺杂对氧化钴光吸收性能及储能特性的调控作用。采用溶胶-凝胶法制备了掺杂样品，并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、热重分析与差示扫描量热法以及紫外-可见光谱等手段对其进行了全面表征。系统...

解读: 该热化学储能技术为阳光电源PowerTitan及ST系列储能系统提供了新型材料方向。铜掺杂钴氧化物的高能量密度(78%光吸收提升)和优异循环稳定性(20次循环),可启发我司开发高温储能模块,与现有电化学储能形成互补。其降低氧化还原热滞后的特性,对提升储能系统热管理效率具有参考价值,可应用于光热-光伏...

Yongxing Zhang · Zhicong Huang · Jing Bian · Junwei Liu 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 多自由度波浪能转换器（MDWEC）因其高效捕获波浪能的潜力而受到广泛关注。然而，现有的MDWEC设计很少考虑浮体与动力输出装置（PTO）之间的耦合运动，导致能量捕获效率下降。为弥补这一研究空白，本文探讨了应用于MDWEC能量捕获场景中的主动驱动机械结构的解耦机制。该解耦机制使PTO的工作轴能够与浮体的运动自由度（DOF）一一对应，从而克服由耦合运动引起的MDWEC能量捕获效率受限的问题。为验证该理念，本文根据实际海况提出了一种新型多自由度解耦波浪能转换器（MDD-WEC）。建立了多物理场数...

解读: 该多自由度解耦机制对阳光电源电驱动系统具有重要借鉴价值。论文提出的PTO与运动自由度一对一对齐的解耦思想,可应用于电动汽车多电机驱动系统优化,通过独立控制各电机PTO参数,提升能量转换效率。其多物理域建模方法与阳光电源SiC驱动器的三电平拓扑控制策略相契合,可优化电机驱动的扭矩解耦控制。实验验证的参...

Qi Sim · Xinze Zhang · Siyue Yang · Liang Shen 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 近年来，通过精细挖掘时空关系的多站点光伏功率预测因其在降低建模成本和提高预测精度方面的潜力而受到广泛关注。然而，现有方法通常忽略了在真实场景中多个站点之间跨不同时间尺度存在的复杂且动态变化的时空相关性。为解决这一局限性，本研究从多尺度视角提出了一种新颖且有效的模型：多尺度融合图卷积网络（Multi-Scale Fused Graph Convolutional Neural Network, MSF-GCN）。MSF-GCN引入了一个多图卷积（MGCN）模块，该模块结合预定义图与可自适应学...

解读: 该多尺度图卷积网络技术对阳光电源iSolarCloud智慧运维平台具有重要应用价值。MSF-GCN模型通过多图卷积捕获分布式光伏电站间空间依赖关系,结合多尺度时序分解,可显著提升SG系列逆变器集群的功率预测精度(MAE提升13.21%)。其自适应图学习机制能优化PowerTitan储能系统的充放电策...

Yunfeng Qiua · Meixiang Zhang · Yahui Wanga · Xiao Guob 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 界面蒸发作为一种新兴的海水淡化技术，将其与光伏发电技术相结合，并利用光伏废热驱动界面蒸发，是解决离网岛屿地区水电短缺问题的有效措施。为了降低前期实验成本，有必要对不同耦合形式的太阳能利用系统进行准确计算。本文基于光电转换模型、传热模型、热电转换模型以及界面蒸发模型，建立了光电-热-界面蒸发耦合模型，用于计算太阳辐照度、环境温度和环境风速等气象参数对光伏-界面蒸发耦合系统及光伏-热电-界面蒸发耦合系统输出性能的影响，并通过实验研究验证了模型的可靠性。结果表明，该模型对光伏组件输出功率的平均模...

解读: 该光伏-热电-界面蒸发耦合系统为阳光电源海岛微网解决方案提供创新思路。研究中的光伏废热利用技术可应用于SG系列逆变器热管理优化,通过热电转换提升系统综合效率。模型中光伏表面发射率与输出电压对发电效率的影响规律,可指导ST储能系统在高温海洋环境下的热设计改进。该多物理场耦合建模方法对iSolarClo...

Yumei Zhang · Guoyuan Ma · Lei Wang · Tiantian Cui 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 在《基加利修正案》和碳中和背景下，基于二氧化碳的水源热泵系统具有显著的发展潜力。为了提升基于二氧化碳的水源热泵系统的制冷性能，本文提出了一种新型的集成水合物储能的二氧化碳系统。该系统利用相变潜热储能技术，旨在实现削峰填谷，并提高基于二氧化碳的水源热泵系统全年运行的能源效率。本研究搭建了一个小容量、集成水合物储能的二氧化碳水源热泵系统实验平台，并开展了制冷与冷量储存性能的实验测试。结果表明，改进后系统的制冷性能比传统系统约提高19.4%。此外，在冷量储存过程中，由于二氧化碳参与水合物生成反应...

解读: 该CO₂热泵水合物储能技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要借鉴价值。研究中的相变储能削峰填谷策略与PowerTitan液冷储能系统的热管理优化方向一致,COP提升19.4%的性能改善为PCS热管理设计提供参考。跨临界/亚临界循环切换的预测控制模型可启发ESS多模式运行策略开发,特别是在极端温度环境...

Yuzhu Chenab1 · Kaifeng Yang · Weimin Guo · Na Du 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 全球能源消耗因生活水平提高和工业增长而持续上升，导致对清洁能源的需求不断攀升。然而，可再生能源固有的波动性以及需求的不确定性给系统稳定性带来了重大挑战。为实现系统与用户之间的能源平衡，并提升风能与太阳能资源的整合水平，本文构建了一种太阳能-风能-燃气耦合的三联产系统，该系统集成了多种储能方式，包括热能、燃气、电能及氢储能。为确定这些设备的最佳调度方案，采用㶲环境成本方法，旨在最小化能源产品的运行成本，同时引入阶梯式碳交易机制进行考量。结果表明，集成风力发电机与光伏/光热单元的方案表现最优，...

解读: 该风光气三联供系统结合多元储能技术,与阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan液冷储能系统高度契合。研究中的阶梯碳交易机制可优化iSolarCloud平台的能量管理策略,通过热-气-电-氢多维储能协同调度,提升SG系列光伏逆变器在工商业场景的经济性。外火用环境成本优化方法为阳光电源GFM/V...

Ce Zhang · Minxia Li · Chaobin Dang · Xun Chen 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 可再生能源发电技术的广泛应用对电网稳定性提出了严峻挑战，亟需发展先进的储能技术。卡诺电池具有建设成本低、安装灵活性高等优势，然而传统卡诺电池往返效率较低，限制了其大规模应用。本研究构建了增强型卡诺电池以实现高效储能，并探讨了多种增强技术的性能表现。选取中国三个城市作为应用地点，以工业低温余热回收为应用场景，对增强型卡诺电池的可行性进行分析。结果表明，当热泵模块采用蒸汽喷射技术、有机朗肯循环模块采用双压蒸发技术时，系统整体性能最优。与传统卡诺电池相比，增强型卡诺电池的投资回收期可缩短76.8...

解读: 该增强型卡诺电池技术对阳光电源储能系统具有重要启示价值。其通过蒸汽喷射热泵与双压蒸发ORC技术实现往返效率提升,与我司PowerTitan储能系统的多层级能量管理理念高度契合。可借鉴其热能梯级利用思路,优化ST系列PCS的热管理系统,结合工业余热回收场景拓展储能应用边界。该技术使投资回收期缩短76....