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...

Zishan Yin · Xiyun Tang · Xi Li · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 绿氢是实现全球脱碳的关键。本研究基于多储能（氢储能与电池储能）和多可再生能源的模型，对中国区域内的绿氢与灰氢混合生产进行优化，旨在最小化氢气的平准化成本与碳排放因子，并结合碳减排政策进行分析。结果表明，绿色证书交易政策能够带来更低的成本，而碳排放权总量控制与交易机制可使中国各地区实现灰氢替代的时间提前20年，至2060年完成。可再生能源资源丰富的地区可实现每千克氢气成本降低5美元，并使替代进程加快6年。氢储能是最具成本效益的解决方案；在可再生能源资源较少的地区，混合储能更具优势；而仅采用电...

解读: 该研究对阳光电源氢储能系统集成具有重要参考价值。研究表明氢储能成本最优,混合储能适用于低可再生能源地区,这与阳光电源PowerTitan储能系统及ST系列PCS的应用场景高度契合。可探索'光伏逆变器+电池储能+氢储能'多能互补方案,通过iSolarCloud平台实现多储能协调优化控制,降低绿氢制取的...

Engin Deniz Gulay · C.Ozgur Colpan · Mehmet Akif Ezan · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

随着可再生能源装机容量的扩大以及氢能作为清洁能源载体的广泛应用，向低碳能源体系的转型正在加速。利用可再生能源驱动电解水制取绿氢是一种可持续的替代方案，但相较于化石燃料制氢方法仍面临成本挑战。本研究对土耳其伊兹密尔地区基于风能的绿氢生产进行了经济技术分析。首先，在一个10 MW风电集成的质子交换膜水电解（PEMWE）系统中，评估了两种电力分配策略（串联分配和平均分配），以确定最有效的方案。随后，采用选定的策略，比较了三种电解槽技术（碱性电解、质子交换膜电解和阴离子交换膜电解）对单位氢气平准化成本（...

解读: 该研究对阳光电源风光制氢系统集成具有重要参考价值。文中风电-电解槽功率分配策略可优化ST系列储能变流器在制氢场景的能量管理算法,模块化电解槽系统的BoP能耗分析为PCS拓扑设计提供依据。研究验证的7.5MW最优配置比(相对10MW风电)与阳光电源1500V光伏系统超配逻辑一致,可应用于PowerTi...

Ju Guan · Wei Han · Qibin Liu · Fan Jiao 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 随着可再生能源装机容量持续增长，其发电出力的波动性和间歇性与用户负荷的波动性之间存在供需不匹配的问题。因此，迫切需要发展大规模、高效率、快速响应、长时储能的储能系统。本研究提出一种新型集成储能系统，该系统结合了氢储能与卡诺电池。其中，卡诺电池作为基础负荷，实现稳定、大规模的能量存储；氢储能（质子交换膜电解槽PEMEC与固体氧化物燃料电池SOFC）则作为调节负荷，灵活消纳多余的可再生电力，并快速响应用户需求。该集成系统还有效利用SOFC产生的高温余热，提升卡诺电池的往返效率（RTE），从而提...

解读: 该氢储能与卡诺电池集成系统对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要启示。系统通过氢储能(PEMEC/SOFC)作为调节负载、卡诺电池作为基础负载的分层架构,实现57.48%综合往返效率,可为阳光电源多时间尺度储能方案提供技术参考。SOFC高温余热利用提升卡诺电池效率11.32%...

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...

Zahra Piryaei · Aslan Gholami · Majid Zandi · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

可再生微电网与分布式发电近年来已成为为独立运行的近零能耗建筑供电的可持续解决方案。本研究提出了两种基于光伏的微电网系统：一种采用氢储能，另一种采用电池储能，用于满足某科研办公楼内电器、供暖、制冷及热水的实际用电需求。两个系统的平准化度电成本均设计为0.78欧元/千瓦时。通过TRNSYS 18软件结合动态功率负荷跟随模型进行仿真，并在运行第一年内基于能量、㶲、经济和环境（4E）准则对系统性能进行了综合评价。氢基系统包括一个13.1千瓦峰值的光伏阵列、一台7千瓦的碱性电解槽和一台3.5千瓦的燃料电池...

解读: 该研究对比氢储能与电池储能微网系统,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。研究显示电池系统往返效率达90.23%,远超氢系统的46.86%,验证了阳光电源液冷储能技术路线的经济性优势。建议结合iSolarCloud平台优化动态负载跟随策略,提升失负荷概率表现;同时可...

Ahmed R.El Shamy · Prince Aduam · Ameena Saad Al Sumaiti · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 孤立微电网在利用可再生能源（RES）和储能技术进步方面具有巨大潜力。这类系统的应用前景涵盖工业、商业和居民区域，特别是在无法接入主网或联网不经济的场合。孤立微电网的规划必须精确，以保障系统安全性并避免资源过度配置。本文提出一种由多种储能组件和太阳能光伏系统构成的微电网，旨在对光伏电站容量、电池储能容量、燃料电池额定功率、电解槽额定功率以及氢气罐尺寸进行优化定容，以匹配负荷需求并降低整个系统生命周期成本。光伏电站作为主要能源，而电池和氢储能系统则提供必要的调节能力，以覆盖无日照时段的电力需求...

解读: 该混合储能微网优化配置研究对阳光电源离网系统方案具有重要参考价值。文中PV+电池+氢储能架构与我司ST系列储能变流器、SG光伏逆变器可形成完整解决方案。机会约束优化方法可应用于PowerTitan系统容量配置,提升经济性。25年全生命周期成本分析思路可指导iSolarCloud平台开发智能配置算法,...

Xiaoyu Wang · Shouwen Yao · Pengyu Li · Yuyang Chen 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.330

摘要 本文提出了一种针对由燃料电池系统（FCS）、电池（B）和超级电容器（SC）组成的混合储能系统（HESS）的燃料电池混合动力重型牵引车（FCHHT）的最优混合能源容量配置方法。为此，提出了一种以单位里程（10^4 km）成本（UMC）为目标函数的评价指标，用于综合评估系统的初始成本、退化成本以及氢气消耗成本。此外，提出了一种基于平均功率与荷电状态（APS）的能量管理系统（EMS），其中给出了FCS与HESS之间的功率分配策略，并通过驱动循环功率需求的平均功率、FCS最高效率点功率、FCS最大...

解读: 该燃料电池混合动力重卡优化技术对阳光电源储能及充电业务具有重要借鉴价值。论文提出的电池+超级电容混合储能系统(HESS)架构与阳光电源ST系列PCS的多源协调控制理念高度契合,其基于平均功率和SOC的能量管理策略可应用于PowerTitan储能系统的功率分配优化。单位里程成本(UMC)优化方法为储能...

Xuhong Huang · Pei Lu · Xianglong Luo · Yingzong Liang 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

当前关于太阳光谱分频光伏-热能混合系统的研究面临依赖化石能源以及太阳能到产品转换效率低的问题。为解决这些问题，本文提出了一种新型氢-电-热三联产系统，该系统将光伏发电与超临界CO2 Brayton循环相结合，实现了太阳能全光谱的高效利用。建立了所提出系统的热力学分析与优化模型。提出了该系统的三种运行模式，以满足不同产品输出需求（氢-电-热、电-热、氢-热）。对所提出系统与参考系统进行了对比分析，结果表明，所提出系统的太阳能制氢效率和太阳能到产品总效率分别提高了0.98%–11.63%和2.35%...

解读: 该光伏-热电联产制氢系统对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要启示。论文提出的全光谱利用技术可与我司1500V光伏系统和MPPT优化技术结合,提升光伏发电效率。超临界CO2布雷顿循环的余热利用思路可应用于PowerTitan储能系统的热管理优化。三种运行模式(氢-电-热)的灵活切换策略...

Chris Drawer · Lars Baetck · Jelto Lang · Yuanyuan Shang 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

摘要 氢气的高效、节省空间且安全的储存是实现可再生能源系统所必须克服的主要挑战之一。金属氢化物是一种可能的解决方案。然而，关键挑战在于识别和开发最具前景的金属氢化物材料，以及为实现高效吸氢/脱氢过程（在能耗/储存损耗和充放时间方面）设计最优的储氢罐结构。基于这一背景，本文旨在确定中低温金属氢化物材料与三种不同储氢罐设计概念之间的适宜组合。目标是明确每种组合中最匹配的材料，从而为未来在固定式和移动式应用中的金属氢化物储氢罐提供可行的解决方案。为实现该目标，采用有限元方法（FEM），在COMSOL ...

解读: 该金属氢化物储氢技术对阳光电源储能系统具有战略价值。研究表明中温氢化物在矩形罐体设计下可降低71%加热能耗,为PowerTitan储能系统与氢储能耦合提供优化方向。低温氢化物1.4wt%储氢密度可应用于充电站分布式储氢,配合ST系列PCS实现氢-电协同调度。FEM仿真方法可借鉴用于储能热管理优化,提...

Mehdi Mori · Mohammad Hasan Khoshgoftar Manesh · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

摘要 多联产系统通过整合多种能源和工艺，在统一系统中生产多种产品，以满足居民和工业需求，相较于单一工艺系统具有更高的可持续性和韧性。优化此类系统可最大化能源资源的利用效率。本研究提出了一种综合性的多联产系统，能够生产八种产品，以满足电力、制冷、供热以及淡水、氢气、氧气、二氧化碳和乙醇等副产品的需求。该系统基于两种可再生能源——太阳能和生物质能，并结合传统的甲烷能源。通过对能量、㶲、㶲经济、㶲环境、能值经济和能值环境等多个维度进行综合评估，对该系统进行了全面评价。采用MATLAB进行数学建模，评估...

解读: 该多能互补系统整合太阳能与生物质能源,对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要参考价值。固体氧化物电解池制氢技术可与我司储能PCS协同,实现电-氢耦合优化。研究中的多目标优化方法(机器学习+遗传算法)可应用于iSolarCloud平台,提升能效2.54%、降低成本1.88%的成果验证了智...

Minwang Wanga1 · Wenlong Yangb1 · Wenchao Zhu · Yang Yang 等10人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

高比例可再生能源接入电动汽车充电站和氢燃料加注站时，常面临显著的能量波动、能源浪费和系统不稳定等挑战。为应对这些挑战，本研究提出了一种新型动态滞后能量管理策略（DHEM）。该策略引入滞后理论，通过设定锂离子电池荷电状态（SOC）的阈值——SOC_grid、SOC_elzoff 和 SOC_elzon，调节储能系统的充放电策略。此外，设计了针对动态电价的价格差评估机制，以优化电解槽和电池的运行，实现储能与能耗之间的平衡。随后采用非支配排序遗传算法进行多目标优化，重点评估平准化能源成本（LCOE）和...

解读: 该动态滞环能源管理策略对阳光电源储能系统及充电桩业务具有重要价值。文中提出的SOC多阈值控制机制可直接应用于ST系列PCS的电池管理优化,通过动态电价响应机制提升PowerTitan储能系统的经济性。LCOE降低17%的成果为充电站配储方案提供了优化方向,特别是在光储充一体化场景中,结合iSolar...

Ikram Bahir · Mohamed Medhat Ibrahi · Gaut · Abdelghafour Zaabout · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

摘要 由生物源性废弃物残渣衍生而来的生物炭被认为是可持续性最高的资源之一，广泛应用于土壤质量改良、能量储存和氢气储存，同时也是一种极具前景的绿色替代燃料。本研究对慢速热解这一最广为人知的生物炭生产技术进行了标准化的技术经济评估，旨在解决该工艺在工业应用中的成本效益与盈利能力方面的不确定性。工艺流程在Aspen Plus® v12中实现，采用动力学RCSTR模型模拟热解反应器（该模型已通过现有实验结果验证），并集成了生物炭和生物油的收集系统。所产生的合成气被用于燃烧，以满足原料干燥和分解过程的热能...

解读: 生物炭热解技术为阳光电源储能系统提供创新应用场景。研究显示生物炭可用于储能和储氢,其低平准化成本(8.23-18.99欧元/MWh)与PowerTitan等储能产品形成互补。热解过程的能量管理优化思路可借鉴于ST系列PCS的能量转换效率提升,副产物发电与储能系统结合可构建分布式能源解决方案。生物炭作...

Shuting Yang · Liuyi Yang · Wei Zhang · Kexin Bi 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

摘要 电制氨（PtA）系统在能源储存方面具有多项优势，有助于实现碳中和排放的转型。然而，可再生能源的波动性和间歇性常常导致电力供应与化工生产之间出现时空不匹配的问题。本研究提出了一种将响应面方法与混合整数非线性规划相结合的优化调度框架。响应面模型中提供了描述哈伯-博世工艺的显式公式，这些公式结构简洁、保真度高，有助于确保系统的最优性能。在优化过程中，根据可再生电力、电能及氢气的供给与利用情况对生产能力进行分配。该框架突破了传统单负载生产模型的限制，有效减少了弃电现象，并应对了可再生能源的间歇性问...

解读: 该Power-to-Ammonia优化调度技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。研究中的多负荷运行策略与混合整数非线性规划方法,可应用于ST系列PCS及PowerTitan储能系统的能量管理优化,有效解决新能源波动性问题,将弃电率降至0.4%。响应面建模方法可集成至iSolarCloud平台,实现...

Nikolaos Skordoulias · Sotirios Karellas · Dimitrios V.Lyridis · Stella G.Giannissi 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

摘要 气候变化问题日益紧迫，引发了人们对绿色氢气作为清洁能源载体前所未有的关注。风能和太阳能等可再生能源（RES）具有间歇性，可能给能源供应带来不确定性，进而导致电网中电力供需失配。为此，绿色氢气生产可通过增强系统灵活性，有效应对可再生能源的波动性和随机特性，从而提供一种解决方案。此外，绿色氢气还可在难以减排的领域脱碳以及推动跨部门耦合方面发挥关键作用。本研究致力于深入探讨这一课题，开发了一种动态技术经济分析工具，能够灵活评估特定区域或枢纽内碱性（AEL）电解水制氢与可再生能源耦合的最佳配置方案...

解读: 该RES-电解槽耦合技术对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要应用价值。研究中的混合配置(12MW光伏+19MW风电)与我司1500V光伏系统及PowerTitan储能方案高度契合,可通过GFM控制技术平抑可再生能源波动,优化制氢经济性。文中LCOH优化模型可指导我司iSolarClo...

Massamba Sow · Mohamed. M.Ibrahi · Abdelghafour Zaabout · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326

摘要 所有主要情景均强调，为实现2050年碳中和目标，必须从大气中大规模移除二氧化碳，其中生物能源结合碳捕集与封存（BECCS）在负碳组合中发挥关键作用。然而，最主要的生物源废弃物原料含水量极高，导致其资源化利用面临挑战，因为传统热化学方法需要高能耗的干燥过程。本研究引入了一种新型工艺配置的技术经济评估，该工艺整合了水热碳化（HTC）与吸附强化气化/重整（SEG/SER），旨在将湿生物废弃物转化为负碳氢气、富氢合成气或水热炭，并结合钙循环技术实现二氧化碳的原位捕集。CaO对CO2的放热捕集反应为...

解读: 该BECCS负碳技术路线对阳光电源储能系统具有战略启示意义。湿生物质制氢过程的能量效率优化(80.4%)与我司ST系列储能变流器的高效能量管理理念契合。其碳捕集与热化学过程的能量耦合思路,可启发PowerTitan储能系统在工业园区的多能互补场景设计。特别是氢能-储能协同方面,该研究的经济性分析(L...

Mohamed Hamdi · Souheil El Alimi · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326

绿色氨是一种比传统高能耗且依赖化石燃料工艺更清洁的替代方案。然而，有效整合光伏发电系统、电解槽和氨合成反应器等组件仍是一项挑战，显著影响氨的生产成本。此外，可再生能源固有的间歇性也会影响电解槽和氨合成过程的持续稳定运行。本研究建立了瞬态系统仿真（TRNSYS）模型，用于评估一套24 kWp光伏驱动的碱性电解水系统耦合单程哈伯-博世反应器（转化效率为15.55%）在不同地理位置下的运行性能，特别聚焦于突尼斯地区。该模型包含电力调节单元和变工况控制器，能够在太阳辐射波动的情况下实现稳定高效的运行。研...

解读: 该光伏制氢-绿氨系统研究对阳光电源具有重要战略价值。SG系列光伏逆变器可通过MPPT优化应对太阳能波动,ST系列储能PCS可平抑间歇性供电问题,确保电解槽稳定运行。研究揭示的功率调节单元需求与我司三电平拓扑、SiC器件技术高度契合。iSolarCloud平台可集成氢储、氮储及反应器负荷优化算法,提升...

Elie Solai · Mathieu Specklin · Michaël Deligant · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326

摘要 在多种应用中，例如能量存储和氢气移动技术，都需要进行高压气体压缩。然而从能耗角度来看，高压比的气体压缩可能代价较高。在压缩过程中，气体温度升高，使得压缩过程变得更加耗能。因此，为了实现最优压缩，应尽可能接近等温压缩过程，即在压力升高的同时及时耗散所产生的热量。本文研究了一种液态活塞压缩机，其通过液体液面上升从而减小气室容积来实现气体压缩。为评估该液态活塞压缩系统的有效性，需确定压缩冲程中的能量消耗。然而，由于存在几何特性、测量仪器技术等多种类型的不确定性，这一评估面临挑战。为此，本研究建立...

解读: 该液体活塞压缩技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究通过不确定性分析验证了92.3%的等温压缩效率,为PowerTitan等大规模储能系统的气体压缩环节(如氢储能、压缩空气储能CAES)提供了高效解决方案。其P-V图积分能耗评估方法可应用于ST系列PCS的热管理优化,通过精确建模降低压缩损耗。...

Jiangjun Dinga · Jiaqiang Eab · Lei Caia · Bo Luoa 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要 随着全球对环境与能源问题的关注日益增加，氢气作为一种绿色能源受到广泛关注，从而推动了氢气制备与储存技术的深入研究。本研究主要基于甲烷的非催化反应路径开展氢气生成的研究，采用分子动力学方法探讨高当量比条件下甲烷的燃烧反应路径，并分析乙炔掺混对这些反应路径的影响。研究以多孔介质微尺度燃烧器作为反应装置，系统考察不同掺混比例和当量比对氢气生成效率的影响。通过分析在氢气生成过程中起主导作用的多个基元反应，深入探究掺混比与当量比影响氢气生成的机制及其差异。结果表明，提高当量比和掺混比均可通过降低燃烧...

解读: 该富燃甲烷-乙炔混合制氢技术为阳光电源储能系统提供了绿色氢能耦合方案的研究视角。其分子动力学反应路径优化思路可借鉴于ST系列PCS的能量管理算法,特别是在多能源协同控制方面。研究中的当量比与混合比优化策略,对PowerTitan储能系统的氢储能模块设计具有参考价值。微燃烧器的流量-产氢效率线性关系,...

Huilin Zhang · Jianfeng Tang · Meng Qi · Tianbiao He · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要 卡诺电池储能系统提供了一种高能量密度且不受地理条件限制的储能方案，通过将电能以热能形式进行转换和存储来实现储能。然而，卡诺电池与低温储能技术（特别是液氢冷能利用）的耦合集成仍是一个尚未充分探索的研究领域。本研究提出了一种创新性设计方案，将卡诺电池系统与液氢冷能利用系统相结合，并进一步回收燃料电池产生的余热，从而实现冷、热、电联供。研究内容包括系统的稳态建模、关键部件的敏感性分析，以及采用粒子群优化算法对系统进行优化，旨在最大化电-电转换效率。优化后的系统实现了1.59的电-电转换效率、1....

解读: 该卡诺电池储能技术对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要启示。其1.59的功率转换效率和0.1516美元/kWh的平准化成本,为我司储能系统热管理优化提供新思路。液氢冷能利用可应用于大规模储能电站的温控系统,结合我司三电平拓扑和GFM控制技术,可提升系统能效。冷热电三联供架构...