Zeyuan Wangab1 · Menglong Lub1 · Fenghao Wanga · Yixuan Lib 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 将钻孔热能储存（BTES）集成到闭式中深层地热供热系统中，有助于缓解地下温度下降并支持系统的可持续运行。现有研究主要集中在确定性条件下深层钻孔换热器（DBHE）的储热性能，忽略了集成系统的动态特性以及多种不确定性因素的影响。为弥补这一研究空白，本研究构建了一种太阳能辅助的深层钻孔地源热泵系统，该系统集成了主动加热、被动加热和BTES，并探究了在不确定性条件下系统的长期运行性能与储热特性。首先，在TRNSYS中建立了一个综合性的DBHE模型，涵盖热量提取、储存与恢复过程；随后，考虑不确定性因...

解读: 该深层地热储能系统与阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能方案具有协同价值。研究中的太阳能辅助热泵系统可与SG系列光伏逆变器耦合,形成光伏-地热-储能多能互补架构。其20年动态仿真方法论可借鉴至电化学储能系统的长周期性能预测,特别是不确定性分析对iSolarCloud平台的预测性维护算...

Taoufiq Kaoutar · Hasna Louahli · Pierre Schaetze · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 本研究探讨了基于氢能源系统的集成与优化，重点在于将金属氢化物（MH）储氢与质子交换膜燃料电池微型热电联产（PEMFC MCHP）系统相结合，应用于住宅领域。该MH储氢系统与热泵耦合运行，充放电压力为10 bar。采用COMSOL 6.1版本软件，利用固体与流体传热模块及Brinkman方程模块建立模型，并通过实验数据进行验证，同时应用机器学习方法（前馈神经网络）对MH动态过程进行预测性建模。研究发现，较小的500 NL储氢罐具有较高的质量比热需求，但氢气动力学性能更优，可在一小时内达到约7...

解读: 该氢储能-燃料电池mCHP系统研究对阳光电源储能及户用产品线具有重要参考价值。金属氢化物储能的热管理优化思路可借鉴至ST系列储能变流器的温控策略;研究中采用的机器学习预测建模方法与iSolarCloud平台的预测性维护技术高度契合,可用于优化户用光伏-储能系统的充放电策略;燃料电池mCHP的冷热电联...

Giorgio Gioanola · Hector Bastid · Elisa Guelp · Vittorio Verd 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 本文研究了一类基于相变材料（PCM）与枕板式换热器技术相结合的新型枕板式潜热储能系统（PP-LHTES）。尽管近期研究表明PP-LHTES系统在热性能和经济性方面具有潜力，但相关研究仍较为有限。特别是目前缺乏支持决策制定的全面热经济性分析，尤其是在设计阶段。为弥补这一空白，本文通过分析其设计空间，系统地探讨了PP-LHTES系统的热流体性能与经济性能，并开发出一种针对此类装置的优化设计创新流程。所提出的 methodology 包含两个模型：一个称为设计模型的一维解析离散稳态模型，以及一个...

解读: 该枕板式相变储热技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要参考价值。研究提出的热经济优化设计方法可应用于工商业储能热管理系统优化,特别是5-25MWh大容量PowerTitan系统的温控设计。相变材料储热技术可与PCS功率器件散热结合,提升SiC/IGBT模块热管理效率。30-90美元/kWh的储能成本...

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-...

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...

İsmail Gürkan Demirkıran · Klarissa Niedermeier · ErdalÇetkin · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340

摘要 高温热能储存（TES）对于下一代聚光太阳能发电（CSP）电站实现持续能源供应至关重要。将潜热储存（LHS）与显热储存（SHS）相结合，可利用相变材料（PCMs）的高储热能力，同时降低显热储存的热棘轮效应，从而提高能量密度、热稳定性和效率。本研究聚焦于采用钠作为传热流体（HTF）的壳管式潜热储存系统的数值分析，探讨中空和穿孔翅片对增强有效换热性能的影响。仿真在三维求解域内使用ANSYS Fluent软件完成。结果表明，翅片去除率和孔洞布置位置是关键的设计因素。在穿孔翅片-中间（全高）结构中，...

解读: 该高温相变储热技术对阳光电源PowerTitan液冷储能系统具有重要借鉴价值。研究中的穿孔翅片优化设计(20%开孔率)可应用于ST系列PCS热管理系统,通过减少材料用量同时保持换热效率,降低成本并提升能量密度。液态金属HTF的低出口温度特性为光储一体化方案提供新思路,可优化CSP电站配套储能系统的热...

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...

Yan Yan · Zepeng Liu · Liping Zeng · Wenjing Liab 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340

摘要 为应对太阳能间歇性和不稳定的特性，将太阳能系统与相变潜热蓄热单元相结合是一种有前景的解决方案。本研究针对民用应用设计了一种新型三明治螺旋结构的太阳能相变蓄热系统。首先，研究了该结构对蓄热单元内部温度场的影响；其次，比较了不同辐射面积及不同气象因素对该太阳能相变蓄热系统的影响；最后，对系统进行了热力学分析。实验结果表明，相同尺寸下，三明治螺旋结构的熔化速率为双螺旋结构的45%，且熔化速率均匀，无明显的熔化缓慢相变区域。太阳能辐射面积越大，恒温水箱中的蓄热量越多，升温速度越快。在气象因素（太阳...

解读: 该太阳能相变储热技术对阳光电源户用储能系统具有重要参考价值。研究中的三明治螺旋结构可启发ST系列PCS的热管理优化设计,其38.5%的能量效率和均匀相变特性为PowerTitan储能系统的温控策略提供理论依据。结合SG系列户用光伏逆变器,可开发光伏-储热-储电混合系统,通过iSolarCloud平台...

Ruijin Fana · Heng Wanga · Cheng Tana · Yong Yua 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.339

摘要 利用相变材料的太阳能光热转换与储存技术因其卓越的能量存储能力和可逆性，在满足未来能源需求和缓解能源供需不平衡方面展现出广阔前景。然而，如何有效提升光热转换性能并巧妙利用光热能量仍是当前面临的重要挑战。本文通过在石墨烯纳米片上原位生长金和金纳米棒，构建了复合光热填料，赋予相变材料优异的太阳能热转换特性，并提出了一种创新的家用供水系统光热除冰方法。形貌与结构分析证实了该杂化纳米填料的成功原位合成，其诱导产生双峰局域表面等离子体共振效应，拓宽了光谱吸收范围，使相变复合材料的光吸收能力提升了35....

解读: 该金纳米增强相变储能技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其82.8%光热转换效率和45.7%储热效率可启发PowerTitan储能系统的热管理优化,特别是在极寒环境下的电池预热和除冰场景。混合纳米填料的宽光谱吸收特性可与ST系列PCS的温控系统协同,提升储能柜在低温工况下的充放电性能。该相变复合...

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...

Ian Wolde · Antonio Famiglietti · Rubén Abbas · José M.Cardemilac · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.338

摘要 水泥工业因其高温工艺中巨大的热能需求以及化学反应过程中持续产生的大量二氧化碳排放，成为重要的排放源。进入燃烧室的主空气可利用生料磨产生的余热进行预热。然而，间歇式运行使得连续热流供应面临挑战。因此，可采用中高温热能储存技术，并结合夹点分析来设计和确定带储热装置的热网络运行参数，以促进余热的利用。本文以一家欧洲水泥厂为参考案例，基于主空气预热，提出了一种带储热装置的余热回收系统评估方案。该系统评估考虑了通常在单个储罐内形成热分层的热能储存技术，以降低系统成本。研究对空气和导热油作为传热流体进...

解读: 该水泥厂分层储热技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要启示。研究采用热分层单罐储能降低成本,投资回收期不到1年,节能1.04%,验证了储能在工业余热回收的经济性。阳光电源可将此思路应用于PowerTitan液冷储能系统,通过优化PCS控制策略实现工业场景的冷热电三联供,结合iSolarCloud平台...

Xiang-Wei Lin · Zhifu Zhou · Maochang Liu · Bin Chen 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336

摘要 电池储能系统在应对可再生能源间歇性方面正变得日益重要，但其广泛应用仍受到热管理问题的制约。然而，单一的热管理策略难以保障储能电池系统的整体性能。本研究针对280 Ah锂离子电池包，提出了一种结合拓扑翅片结构、相变材料与主动液冷的混合热管理策略。建立了流-热-相变耦合的数值模型，并通过实验验证了其准确性。同时，定义了一种新的综合评价参数，用于表征热管理系统整体性能。基于此，开展了对比研究，评估了三种冷却策略的效率。尽管混合设计带来了额外质量，但拓扑翅片结构不仅在相变材料中构建了高效的导热通路...

解读: 该混合热管理技术对阳光电源PowerTitan等大容量储能系统具有重要应用价值。研究中的拓扑翅片-相变材料-液冷三重耦合方案,可直接应用于ST系列PCS配套的280Ah电芯模组热管理优化。其综合评价参数降低0.2-0.273的性能提升,为iSolarCloud平台的预测性维护提供热模型支撑。代理模型...

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...

Yousef Sheikh Kilo · Roozbeh Izadi Zamanabadi · Hossein Ramezani · Paride Gullo 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 由于R744的临界温度较低，采用该工质的超市制冷系统通常在跨临界运行条件下工作，导致其能源效率受到严重制约。一方面，本研究探讨了集成热能冰蓄冷装置以降低从冷凝器/气体冷却器排出的R744温度所带来的经济效益，从而缓解上述性能劣势。另一方面，文献综述揭示了目前尚缺乏一种能够对跨临界R744制冷系统中热能冰蓄冷装置的充放电循环进行低成本且动态优化的算法，这限制了该技术在超市中的推广应用。因此，本研究开发了一种针对不同气候条件定制的创新性算法，旨在通过综合考虑超市制冷负荷需求、环境温度以及电价因...

解读: 该研究的动态充放电优化算法对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。文中基于电价、环境温度和负荷需求的多维度优化策略,可应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的智能调度算法开发。通过iSolarCloud平台集成类似优化逻辑,结合不同气候区的电价峰谷特性,可使工商业储能系统年度电费降低5-12...

D.Romano · I.Chakrabort · S.Holle · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 全球通信基础设施的增长为利用数据中心余热提供了重要机遇。本研究聚焦于分析和比较若干种情景——照常营业情景（BAU）、数据中心余热回收情景（WH），以及在余热回收基础上增加浅层钻孔热能储存以解决热需求与余热产生之间不匹配的情景（WH + BTES）——这些情景在代表不同代际区域供热（DH）网络的多种供热温度条件下进行评估。德国哥廷根北校区作为案例研究对象。我们采用定制的Python模型，结合pygfunction软件包和基于回归的热泵模型，用于评估地热钻孔场的热响应因子（g函数）并开展分析。...

解读: 该研究对阳光电源储能系统具有重要启示。数据中心余热回收结合浅层钻孔热储能(BTES)的场景,与我司PowerTitan储能系统和热管理技术高度契合。可将ST系列PCS的热管理优化与区域供热网络耦合,实现能源梯级利用。研究显示低温供热网络(48°C)边际余热价格达93欧元/MWh,验证了储能系统余热回...

Rong Xu · Kaiyuan Wang · Zhongguo Zhao · Wenhu Li 等12人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 相变材料在热管理领域具有广泛应用，但由于光热转换效率低和易泄漏等问题，其在新能源转换与存储领域的应用受到限制。本研究通过溶液共混、定向冷冻、化学气相沉积处理和真空浸渍方法制备了一种垂直取向的聚乙烯醇/MXene/正二十八烷复合相变材料。MXene的引入拓宽了材料的光吸收光谱，增加了复合相变材料的表面粗糙度，有助于形成额外的热传导通路并提高负载能力。通过化学气相沉积法对材料进行甲基三乙氧基硅烷改性后，显著增强了聚乙烯醇/MXene气凝胶与正二十八烷之间的相互作用，进一步提升了材料的负载能力、...

解读: 该复合相变材料技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其97.1%的光热转换效率和236 J/g高焓值可优化PowerTitan储能柜的热管理系统,解决电池模组散热难题。垂直取向结构与MXene增强的0.42 W/(m·K)热导率,可应用于ST系列PCS功率器件散热设计,提升SiC/IGBT模块可靠...

Christopher Gradwohl · Dan Cornelius Maxim · Shama Islam · Thomas Kienberger · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 全球能源格局正在经历一场向更清洁、更可持续以及可再生能源转型的深刻变革。然而，可再生能源固有的间歇性、储能能力有限以及电网输电约束，导致电力供需出现显著波动。为维持电网的稳定性与韧性，亟需先进的灵活性调节措施，尤其是在中低压配电网中。热泵结合热能储存系统时，能够提供一种可控且适应性强的负荷形式，可根据电网运行状况进行调节，因而展现出良好的应用前景。本研究探讨了在分布式能源系统中，通过灵活调控热泵运行以满足供热需求的理论潜力，旨在提升可再生能源的消纳水平并降低局部电网负荷。与以往侧重于系统设...

解读: 该研究的热泵-储能协同优化策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。通过多目标优化框架实现自发自用率提升与成本降低的平衡,可直接应用于iSolarCloud平台的智能调度算法。研究验证的日前电价需求响应策略,可增强阳光电源储能系统在中低压配电网的削峰填谷能力,为热泵...

Haichao Wang · Jianbo Han · Tianyu Wang · Zhiwen Luo 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 将风电整合到能源系统中是当前全球面临的一项重大挑战，尤其在许多风能资源丰富但热电联产机组调峰能力有限的地区更为突出。本研究探讨了热电解耦策略，以提高风电利用率并改善系统效率。研究分析了四种集成式热电联合调峰方案，包括电锅炉、电热泵、吸收式热泵和机械式热泵，每种方案均与储热系统相结合。基于中国吉林省某热电厂的实际数据，建立并验证了数学模型，证明了该模型具有良好的可扩展性和适用性。结果表明，机械式热泵和电热泵方案实现了最高的净收益，其㶲效率均超过65%。电锅炉方案实现了最高的风电利用率，使弃风...

解读: 该热电解耦调峰技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究中的电锅炉、热泵与储热方案可与ST系列PCS及PowerTitan储能系统深度结合,通过多能互补提升风电消纳率至99.9%。其热电协同优化思路可启发iSolarCloud平台开发多物理场耦合算法,实现源网荷储协调控制。机械热泵方案的高火用效率...

Hyung Won Choia1 · Ja Ryong Kooa1 · Yong Tae Kang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 本研究提出了一种新型混合系统，将热泵（HP）与吸附热电池（STB）相结合，旨在实现热能储存的电气化。该集成方式能够同时提升热能的数量与品质，有效缓解能源供需之间的不匹配问题。为评估并优化该系统在实际应用中的性能，本文分析了三个关键性能指标：系统性能系数（COP）、储能效率和储能密度（ESD）。鉴于这些指标的最优运行点存在相互冲突，本文引入了一个加权性能指标（WPI），对各基础指标赋予相应权重。该方法有助于制定综合优化策略，并针对不同实际应用场景确定最优运行条件。结果表明，在进水温度为35 ...

解读: 该热泵-吸附式储热电池混合系统对阳光电源ST系列储能产品具有重要启示。研究中的加权性能指标优化方法(WPI)可借鉴至PowerTitan储能系统的多目标协同控制策略,平衡功率密度、能量密度与系统效率。其热量品质提升技术与阳光电源PCS的能量管理算法存在协同潜力,可应用于工商业储能场景的冷热电三联供系...

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...