Meiyan Zhang · Zhonghong Panb · Quangan Hub · Zhuorui Jiang 等10人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 热集成泵送式热能存储系统因其高电能往返效率、地理独立性以及对低品位废热的利用能力而受到越来越多的关注。然而，实际系统与理想系统之间存在巨大差距，目前尚不清楚如何针对这一差距突破实际系统的性能限制。本文基于能量和㶲分析，挖掘了推动实际系统向理想系统迈进以突破性能瓶颈的技术路径：提高能量转换效率和增强废热利用能力。为实现这两个目标，提出了一种三重效率提升方法，即结构改进、放电时间延长以及非共沸混合工质的应用。首先，开发了一种双压放电循环，以匹配工质与热源之间的温度分布，使电能往返效率达到142...

解读: 该热泵储能系统突破性技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要启示。三重效率提升方法(双压放电、延长放电时间、工质优化)可应用于储能系统热管理优化,特别是利用低品位废热提升系统效率从107%至220%的思路,可借鉴于大型储能电站的余热回收与温控系统设计。建议结合iSolarC...

Xiaoxiao Lia · Wenyu Zua · Qibin Lia · Chao Liua 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

在当前全球能源转型背景下，聚光太阳能发电系统特别是太阳能塔式电站，在热能存储和可调度电力生产方面具有显著优势。然而，这类电站在干旱地区的部署需要采用耗水量极低的冷却方案，而自然通风干式冷却塔在塔式电站中面临高投资成本以及结构遮影效应等挑战。本研究提出一种耦合冷却系统，将翅片管换热器集成于太阳能塔底部，利用塔体自身的结构高度产生浮力驱动气流，同时避免建设独立的冷却基础设施。为此建立了经验证的1D模型用于模拟该耦合冷却系统，并在塔顶设置0.5 m的保温层以最小化吸热器的热损失。在设计工况与非设计工况...

解读: 该太阳能热发电塔耦合冷却技术对阳光电源光热储能系统集成具有重要参考价值。研究中的超临界CO2动力循环(45.76%效率)与我司PowerTitan储能系统可形成互补:光热系统提供长时热储能,PowerTitan提供快速功率调节。耦合冷却系统的无水冷却方案契合干旱地区大型储能电站需求,其多目标优化方法...

Ting Wang · Xiangxuan Li · Ting Ma · Qiuwang Wang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

相变材料（PCMs）具有优异的热稳定性、循环性能和高储能密度，广泛应用于热能储存系统中。然而，传统储热单元结构简单，导致传热路径单一，储热效率较低，严重限制了能量的有效利用。由于相变过程中实验方法的局限性，当前的优化手段主要依赖于对温度场、流场、固液界面以及液相分数、熔化时间等全局参数的整体分析，缺乏对局部区域的详细分析与评估，难以揭示热性能提升背后的机理。本研究通过改变储热单元的边界条件和长宽比，采用热阻分析方法，系统地分析了局部与全局的流动及传热行为。研究发现，储热单元内部会出现明显的“树状...

解读: 该相变储热技术对阳光电源PowerTitan储能系统的热管理优化具有重要参考价值。研究提出的'树状'热阻分析方法可应用于ST系列PCS及电池簇的散热结构设计,通过识别高热阻区域优化散热路径,相比传统直翅片可降低23.96%热阻。该方法可指导储能柜内部风道布局和液冷管路设计,提升功率器件散热效率,延长...

Yongyi Huang · Junchao Cheng · Xunyu Liang · Minliang Tengd 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 随着全球向可再生能源的转型不断加速，可扩展且可持续的能量存储技术正变得日益重要。本研究提出了一种浮力储能系统（Buoyancy Energy Storage System），这是一种通过将浮体浸入流体中以储存多余能量，并通过控制其上升过程将重力势能转化为电能的新型方法。基于能量守恒原理和理想气体定律，本文推导了在液体和气体环境中，变体积与定体积浮体的能量储存的解析关系式。在液体中，柔性浮体的能量容量与内部气体量呈正相关，与下潜深度呈负相关；而刚性浮体储存的能量则与体积和深度成正比。在空气中...

解读: 该浮力储能系统作为新型物理储能技术,对阳光电源PowerTitan等大规模储能解决方案具有战略参考价值。其模块化设计理念与我司ST系列PCS的分布式架构高度契合,可探索混合储能系统集成。系统的能量管理算法可借鉴至iSolarCloud平台,优化海上风电场景的储能调度策略。虽然当前成本较高(1088-...

Ali KemalÖzcan · Cevdet Demirtaşb† · Betül Saraç · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 可靠且可持续的可再生能源需求不断增长，提高了对高效热能储存的需求。本研究提出了一种新颖的集成环形阵列聚光器（RAC）系统的太阳能炉——该结构在现有文献中鲜有研究，并通过实验与理论方法结合，探究了利用相变材料（PCM）实现高温热能存储的性能。开发了两种太阳能储热装置：模型I采用平板接收器，模型II采用带翅片的圆柱形接收器以增强传热性能。新开发的RAC系统在土耳其特拉布宗省进行了实验测试，同时通过解析方法确定了该地区的瞬时太阳辐照度。在10小时运行期间，模型I成功熔化了0.7 kg的太阳盐和3...

解读: 该环形阵列聚光器结合相变储热技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要启示。研究中64.3%的接收器效率和39%热效率为光热-储能耦合系统提供参考。相变材料高温储热(455K)技术可与PowerTitan储能系统形成互补,优化光伏-光热混合储能方案。翅片圆柱接收器的强化传热设计思路可应用于储能PCS热管...

Farbod Esmaeilion · M.Soltaniabcd · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 在能源系统工程中，具有实用方法的创新理念可以在新路径上触发可持续解决方案。本研究展示了对一种新型大规模综合储能技术结合热能储库的全面调查结果。在设计阶段，吸附式热能在集成构型中作为补充能源包，与液空储能（LAES）及混合海水淡化系统相结合。通过技术、经济及其他组合方式，研究了该多联产系统在需要时生产多种产品（如电能和淡水）的性能表现。基于灰狼优化算法的软计算优化将系统的㶲效率从61.12%提升至63.79%，同时将产品的平准化成本从0.8美元/kWh降低至0.369美元/kWh。其中，所产...

解读: 该液态空气储能与吸附式热储能混合技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要参考价值。研究中通过灰狼算法优化将平准化成本从0.8降至0.369美元/kWh,储能效率提升至63.79%,为我司大规模储能系统的多能互补优化提供新思路。特别是其削峰填谷技术与热能耦合的设计理念,可应用...

Lijun Shiab1 · Yanming Liub1 · Chaoyan Sunc · Yingjun Guoc 等10人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

太阳能光伏发电系统在解决偏远寒冷地区农村能源问题方面具有重要作用。本研究提出了一种创新的离网型光伏能源供应系统，该系统区分了电能与热能之间的能量品位差异。夜间供暖需求主要由热能储存系统满足，而生活用电则通过每栋建筑配置的紧凑型3.12 kWh电池进行灵活管理，以最小化投资成本。引入变功率技术，实现热能输出与太阳能发电的精确匹配。研究结果表明，在严寒季节，该系统在不依赖电网的情况下可实现90.5%的光伏发电消纳率，全天维持平均室内温度15.2°C，并达到100%的太阳能占比。太阳能储热墙最多可储存...

解读: 该光伏-热储能耦合系统为阳光电源户用离网解决方案提供创新思路。系统通过能量品位分级利用,夜间采暖需求由热储能满足,仅配置3.12kWh小容量电池应对生活用电,光伏消纳率达90.5%,显著降低储能成本。可结合阳光ST系列PCS与SG户用逆变器,通过变功率热交换技术优化MPPT控制策略,在严寒地区实现1...

Haosheng Lin · Wei Wuab · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 可再生能源需求的不断增长凸显了开发可扩展、成本效益高且可持续的储能系统的必要性，而这些系统正面临盈利能力和效率方面的挑战。新兴的面向X的电力（P2X）电池能够分布式且低成本地储存过剩的可再生能源，以满足特定需求。然而，随时间变化的需求以及众多的技术选择（例如储能介质、设备等）极大地阻碍了最优P2X电池的识别。因此，本文提出了一种低复杂度的基于图论的框架，用于识别最高效且最具成本效益的配置方案。案例研究强调，基于热能储存、采用耐火砖与吸收式热泵的电力转热能电池，其平准化储能成本低于0.01美...

解读: 该P2X储能技术经济性分析框架对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。研究揭示的热储能方案成本优势(LCOS低于0.01美元/kWh)启示我们在ESS解决方案中需拓展多元化储能介质集成能力。P-graph优化方法可应用于iSolarCloud平台,实现不同场景下电化学...

Changyi Xiea · Yuanyuan Wangb · Xiaokun Gub · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

储能对于提高间歇性可再生能源的利用至关重要。在现有技术中，金属氢化物基氢储能具有高安全性、紧凑性和适用于长周期应用的优势。然而，其应用受到显著热管理挑战的限制，包括吸氢过程中的放热以及脱氢所需的热量输入。本研究提出了一种集成了多种储能形式的综合能源系统，将金属氢化物氢储能与热能和电能储能相结合，以增强多能协同能力。其中一项关键创新是引入相变材料（PCM）储热装置，用于回收氢气吸收过程及燃料电池运行过程中产生的热量，并将其再利用于氢气脱附和供热。本文构建了一个两阶段协同优化框架：第一阶段确定可再生...

解读: 该多能协同储能技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要启示。研究中的氢储能-热储能-电储能混合架构,可与我司PowerTitan储能系统形成互补:通过集成相变材料(PCM)热管理模块,可优化电池热控制并降低HVAC能耗;两阶段协同优化框架可融入iSolarCloud平台,实现光伏-储能-氢能的智能调度...

Meghavin Bhatasan · Amy Marie Marconne · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 由于功率密度不断提高以及功率分布日益动态化，热管理在电力电子模块中正发挥着越来越关键的作用，尤其是在汽车应用领域。相变材料（PCM）已成为这些模块中有效热管理的一种有前景的解决方案。然而，目前对于使用PCM时这些模块的热行为理解仍存在不足，特别是在考虑实际器件几何结构和功率分布方面。本文评估了包含基于相变材料的热能存储（TES）的新模块架构相对于传统架构的热性能。我们基于驾驶循环提取出真实的瞬态热负荷条件进行分析，并采用三个性能指标进行全面的性能比较：平均时间最大温升、最大温升速率以及瞬态...

解读: 该相变材料热管理技术对阳光电源电动汽车驱动产品线具有重要价值。针对OBC充电机、电机驱动器等功率模块,PCM热缓冲可有效应对瞬态热冲击,抑制温度峰值达33%。双面冷却+铜基复合PCM架构可优化SiC/GaN器件散热设计,提升功率密度。该技术还可回收废热用于电池预热,降低能耗。建议在ST系列PCS和充...

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...

Silvia Trevisan · Sharat Pathi · James Brown · Bjarke Buchbjerg 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

灵活的、结合储热技术的电转热系统是实现工业领域脱碳的关键技术。本研究考察了一套兆瓦级电转热中试装置的热力性能与动态响应特性，该系统集成了熔盐电加热与储热单元，可按需产生蒸汽。文中讨论了在接近设计工况及非设计工况下采集的实际运行数据。同时对电加热单元的动态性能进行了详细评估与展示，包括时间常数和升功率效率。结果表明，该系统能够可靠地按需供应热能，同时具备提供电网灵活性的能力。在接近设计工况下运行时，系统实现了超过94%的往返热效率。在停机期间，冷罐和热罐的温降速率分别记录为约0.5°C/h和2.3...

解读: 该熔盐电加热储能系统验证了94%往返热效率和5秒内0-5MW功率爬坡能力,对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统在工商业热电联供场景具有重要参考价值。其毫秒级功率响应特性可与我司GFM控制技术和VSG虚拟同步机算法结合,增强电网调频能力。熔盐储热与光伏制热耦合方案可拓展SG工商业逆变...

Ehsan Baniasadi · Ahmed Rezk · Luciano Batista · Tetenayet Bekele Tol 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 本研究开发并优化了一种由可再生能源驱动的混合制冷系统，旨在提升无电网覆盖的农村地区的食品保鲜能力。该系统集成了太阳能光伏、太阳能集热器、风能以及电池储能，提供一种可持续且具有成本效益的制冷解决方案。以埃塞俄比亚为案例地，开展了全面的技术经济分析，评估系统的性能、成本效益及市场可行性。优化后的系统可满足22.42 kW的热能需求和2.82 kW的电力需求，使每日运行成本从100美元降低至86.2美元。通过将光伏板数量增加至15块、电池储能单元从11个减少至7个、太阳能集热器面积优化为322 ...

解读: 该混合制冷系统对阳光电源储能及光伏产品具有重要应用价值。系统集成光伏、风电与电池储能的架构,可直接应用ST系列PCS与PowerTitan储能方案,通过优化电池配置(从11组降至7组)提升经济性。SG系列光伏逆变器配合MPPT技术可实现15块光伏板的高效能量转换,将电网依赖从9.3W降至3.2W,接...

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...

Thomas Bauer · Marco Prenzel · Shigehiko Funayam · Yukitaka Katob · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 在资源匮乏但能源消耗量大的工业国家，未来很大一部分能源可能通过船舶以化学氢载体的形式进口。所考虑的氢气（H₂）衍生物——液化天然气、甲醇、液态有机氢载体和氨——在进口国进行吸热再转化为H₂的过程中会产生显著的转换损失。目前，这些损失被普遍接受，而针对提高转换效率的研究仍较为有限。本研究提出一种新概念，即利用本地可再生能源电力，通过电转热与高温热能储存系统（HT-TES-P2H系统）向再转化过程外部供给反应所需热量。本文对四种H₂衍生物的相关优缺点、关键指标，以及HT-TES-P2H系统在吸...

解读: 该研究提出的高温储热系统(HT-TES)与氢载体转化结合的方案,对阳光电源储能产品线具有重要启示。ST系列PCS可通过Power-to-Heat技术集成高温储热模块,为氨制氢等吸热过程提供热能供应,将氢产率从80%提升至96%。这与阳光电源PowerTitan储能系统的多能互补理念高度契合,可拓展至...

Simone Parisi · Roberto Agromayor · Angelo La Set · Kenny Krogh Nielsen 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

准确估算透平机械效率对于评估先进能源系统的性能至关重要，尤其是在抽水蓄热储能等创新技术中。尽管透平机械效率具有关键作用，大多数系统级分析并未考虑其随系统设计参数变化的特性，导致性能预测不准确和设计方案次优化。无量纲模型作为一种有前景的方法，能够根据系统级变量预测透平机械效率，相比平均流线模型具有更高的鲁棒性和计算效率。本文提出了新的无量纲模型，用于预测离心压缩机和径向流入式透平的性能，通过整合多种现有方法并结合平均流线模型提供的额外数据，弥补了现有方法的局限性。所开发的新模型被应用于一个2兆瓦的...

解读: 该泵热储能系统的非线性效率建模技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。研究揭示多级压缩机/涡轮配置可将往返效率从48.1%提升至50.9%,15MW系统效率达55.1%,这为大规模储能系统设计提供优化思路。阳光电源可借鉴其系统级效率建模方法,优化PCS拓扑设计与控...

Oguzhan Kazaz · Nader Karimi · Manosh C.Paul · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 基于微/纳米封装复合相变材料的传热流体代表了太阳能系统中的一项有前景的技术进步，可显著增强传热性能和热能存储能力。本综述针对传统传热流体存在的关键局限性，如低热导率和有限的能量储存容量，这些问题制约了太阳能热系统的性能与效率。通过引入先进的封装相变材料，有望克服上述挑战，同时提升热存储能力和热传导性能，从而优化整个太阳能系统的运行表现。本文系统回顾了近年来在面向太阳能应用的相变材料选择、创新封装技术以及具有改进热物理性能的微/纳米封装复合流体开发方面的最新进展。文章还考察了这些材料在各类太...

解读: 该微纳米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。通过提升471%导热性能和92%储能效率,可显著优化PowerTitan液冷系统的热管理能力。相变材料可集成于ST系列PCS的散热设计中,提升功率器件(SiC/IGBT)温控性能,延长系统寿命。该技术与光储一体化方案结合,可增强储能电池热稳...

Saleh Mobayena1 · Ehsanolah Assarehbc1 · Ali Dezhdard1 · Siamak Hoseinzadehe1 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 本研究提出并评估了一种新型的集成太阳能系统，旨在实现可持续和零能耗住宅建筑。该系统集成了光伏光热（PVT）太阳能板、热泵、电解槽、燃料电池、反渗透海水淡化装置以及储热罐，能够同时供应电力、供暖、制冷和饮用水。针对太阳能系统中的一个主要挑战——能源产出的间歇性问题，本研究采用包括基于氢气的电解和燃料电池系统在内的储能解决方案，以稳定昼夜周期间的能源供应。该能源系统设计用于满足位于圣地亚哥的一个由160个住宅单元组成的住宅小区的能源需求，每个单元面积为110平方米。通过TRNSYS软件对整个年...

解读: 该零能耗住宅综合能源系统研究对阳光电源具有重要战略价值。系统集成光伏、储能、氢能的架构与我司ST系列储能变流器+SG逆变器组合方案高度契合。文中采用RSM多目标优化方法(全生命周期成本、功率容量、热舒适度)可直接应用于PowerTitan储能系统的容量配置优化。氢储能作为长周期储能补充,为我司拓展电...

Hossam H.H.Mousa · Karar Mahmoud · Matti Lehtonena · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 能源枢纽（EH）旨在优化电能、热能和天然气（NG）等多种能源需求的管理。为实现这一目标，现代能源枢纽集成了多种设备，包括可再生能源（RESs）、储能系统（ESSs）、插电式电动汽车（PEVs）、氢能系统以及其他多能耦合系统（MESs）的组合。近年来，作为可持续发展战略的一部分，PEVs的应用显著增长。然而，其充放电效率对环境温度高度敏感。因此，在芬兰等寒冷气候地区，在智能EH中引入先进的PEV预热技术对于维持电池效率并确保车辆最佳运行性能至关重要。针对此问题，本文提出了一种集成氢储能系统（...

解读: 该研究对阳光电源多能互补系统具有重要参考价值。论文提出的氢储能与需求响应协调优化策略,可应用于ST系列储能变流器与PowerTitan系统的多能源协同控制。PEV预热技术对阳光电源充电桩产品在高寒地区应用具有启发意义,可结合iSolarCloud平台实现温度自适应充电管理。氢储能系统集成方案为公司拓...

K.Nithyanandam1 · K.Kan · P.Kondaia · R.Pitchuman · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 熔盐/超临界二氧化碳换热器是第三代聚光太阳能热发电系统运行中的关键组成部分，该系统通过减少对化石燃料的依赖并抑制温室气体排放，在推动电力和工业领域脱碳进程中发挥着重要作用。在目标运行温度约750 °C条件下，熔融碳酸盐和熔融氯化物盐是两种可行的传热流体及热能储存介质。然而，它们在高温下的强腐蚀性使得容器材料只能选择如哈氏合金230（Haynes 230）等昂贵合金，从而推高了平准化度电成本。为应对材料选择与成本挑战，本文提出了一种基于低成本铁基合金并采用新型分形纹理防腐涂层作为管壳材料的熔...

解读: 该熔盐/超临界CO2换热技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan产品具有重要参考价值。研究中分形纹理防腐涂层技术可应用于光储热电联供系统的高温储能介质容器设计,将平准化成本降低60%以上。这为阳光电源开发新一代高温储能系统提供了材料选型思路,特别是在工商业光伏配储场景中,可通过低成本合金...