Yuan Gao · Entao Zhang · Yin Xie · Xuan Zhu 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 作为聚光光伏光热（CPV/T）系统理论建模的核心，半导体中的载流子平衡（CB）与晶格热平衡（TE）通常仅在聚光光伏（CPV）的最大功率点（MPP）处进行耦合。本文表明，这种源自肖克利（Shockley）模型的单点耦合方法会引入显著误差，因其无法准确描述CPV/T系统的温度-电压（TV）特性。为克服这一局限，本文建立了全电压范围耦合模型（FRCM）。该模型揭示了CPV/T系统中显著的TV特性，这些特性源于聚光辐射引起的、电压依赖性的CB-TE耦合变化，并通过实验数据得到了验证。TV特性通过C...

解读: 该CPV/T全电压耦合模型对阳光电源光伏逆变器产品具有重要价值。研究揭示的温度-电压特性及最大㶲点与最大功率点的偏离,为SG系列逆变器的MPPT算法优化提供理论依据。通过多物理场耦合建模,可改进1500V系统在高辐照度下的温度补偿策略,提升发电效率。该理论框架可应用于iSolarCloud平台的智能...

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...

Yinke Qi · Xiaofeng Ma · Peixue Jiang · Yinhai Zhu · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 由于高超声速飞行器具有极高的冷却和能源需求，其发展面临巨大挑战。为应对这一挑战，本文提出了一种用于高超声速飞行器发动机的热光伏发电系统，该系统可在提供热防护的同时实现电能生成。热光伏电池安装在燃烧室冷却通道的壁面上，燃料流经通道以对电池进行冷却。高温辐射体发射的光子通过滤光器筛选后到达电池并产生电能。建立了包含燃烧室、热光伏器件及冷却通道在内的传热与发电耦合模型，并通过迭代求解直至满足能量守恒条件。分析了不同来流马赫数、燃料流量、入口温度以及起始位置对系统冷却与发电性能的影响。所提出的热光...

解读: 该热光伏发电技术为阳光电源高功率密度储能系统提供创新思路。其58kW/m²的发电密度和10.5%热电转换效率,可启发ST系列PCS在极端温度环境下的热管理优化设计。燃料冷却通道与光伏电池耦合的架构,对PowerTitan储能系统的液冷技术具有借鉴意义,特别是在数据中心等高热流密度场景。滤波器选频技术...

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...

Yongxi Wu · Anthony Chun Yin Yuen · Chongmao Mo · Xinyan Huang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 锂离子电池系统的热管理性能及热失控传播（TRP）特性是评估电池安全性的关键因素。本研究提出一种新型热管理与阻隔一体化结构（TMBIS），该结构集成相变材料（PCM）与阻燃（FR）隔热材料，旨在同时实现有效的热管理并抑制锂离子电池模组内的热失控传播。通过将降阶集总参数热阻网络（TRN）模型与计算流体动力学（CFD）模型相耦合，采用多尺度仿真方法，研究了热失控传播的动力学过程，阐明了该结构的保护机制并对其参数进行了优化。结果表明，在PCM与FR层的厚度比和导热系数比分别为0.8和0.5时，相较...

解读: 该热管理与热障一体化结构(TMBIS)技术对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan产品具有重要应用价值。通过相变材料与阻燃材料的集成设计,可显著提升电池模组热失控防护能力,将热蔓延时间延长5-6倍。其CFD与热阻网络耦合的多尺度仿真方法,可直接应用于阳光电源储能PCS的电池热管理系统优化设计...

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...

Haibo Huoa · Sheng Xua · Jianing Lia · Fang Wanga 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 可逆固体氧化物电池（rSOC）可通过在电解池（EC）模式和燃料电池（FC）模式之间的双向转换，有效平抑可再生能源发电的波动性功率输出。然而，频繁的负载变化会引起严重的温度波动，进而导致rSOC内部产生热损伤。为在平抑风电输出波动的同时维持系统的热安全性，本文提出一种内-外双环热管理策略，即内环温度控制与外环功率管理相结合的rSOC系统控制架构。其中，内环温度控制采用前馈控制器调节燃烧器燃料比（BFR），并结合模糊PID控制器稳定rSOC温度，从而确保在所有运行工况下实现有效的热管理；在外环...

解读: 该rSOC双向储能与热管理技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。其内外双环控制策略可借鉴至PCS功率管理:内环温度控制对应功率器件热管理,外环功率调度对应电网调频响应。0.6A/s恒定变化率抑制温度波动的思路,可应用于SiC/IGBT模块的dI/dt控制,降低热...

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...

Fang Cheng · Hui Liu · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 缩短充电时间（CT）同时维持锂离子电池（LIBs）的热安全与健康状态管理，对于提升电动汽车的实用性至关重要。然而，传统的基于机理的充电策略优化方法存在计算负担重、搜索空间高维以及多目标冲突等问题，导致其在广泛应用中面临瓶颈。为克服上述问题，本文首先构建了一种基于机理的电-热-老化耦合模型用于数据集生成。随后，提出一种基于元特征的异构集成代理模型（MetaHES），以更好地适应在荷电状态分阶段恒流充电（SMCC）策略下多样化的充放电性能特性。此外，引入一种改进的约束多目标哈里斯鹰优化算法，结...

解读: 该锂电池充电策略优化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。其异构集成代理模型可显著降低ST系列PCS和PowerTitan储能系统的电池管理算法计算负担,多目标优化算法能在充电时间、热安全和电池寿命间实现最优平衡。特别是多阶段恒流充电策略可直接应用于EV充电站快充技术,提升充电效率两个...

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...

Isabella Pizzut · Giovanni Delibr · Alessandro Corsin · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 本研究分析了需求侧电气化对可再生能源社区能源与经济性能的影响，重点关注集成热泵的光伏系统。以学校、办公建筑和超市三类产消者为典型用户，探讨其作为包含居民用户的社区核心成员的潜力。开发了一种数字模型，用于支持对能量流动及其相应经济表现的时间相关性分析。所采用的工具包括：使用TRNSYS模拟热能需求，pyRES模拟能源社区配置，以及pymoo优化光伏系统的容量。根据意大利现行法规，研究设定了四种情景，分别基于城市与农村社区的两类激励机制，以及两种电力负荷曲线：当前用电需求和以热泵实现供暖与制冷...

解读: 该研究对阳光电源户用光伏社区解决方案具有重要指导意义。研究表明电气化负荷(热泵)使最优光伏容量增加20%,这与我司SG系列户用逆变器的容量扩展策略高度契合。社区共享能源模式可结合ST系列储能系统优化自发自用率,通过iSolarCloud平台实现40户规模社区的能量流动态管理与经济性评估。研究中的热泵...

Sourav Kumar · K.S.Redd · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 本研究建立了一个浓度比为2.5X的扩展复合抛物面聚光器-光伏光热（ECPC-PVT）系统模型，集成了匀光器以改善太阳辐照分布，并配置了散热器以管理表面加热。该研究通过调整散热器几何结构和冷却流体参数，为优化基于ECPC的PVT系统提供了理论依据。本文考察了两种散热器结构——方形和圆形上升管，其水力直径范围从6 mm到16 mm，对其光学与热学性能进行了评估。采用蒙特卡洛光线追踪（MCRT）方法分析了在2024年10月22日从早晨7时至下午16时全天时段内ECPC接收面上的太阳辐照分布情况。...

解读: 该ECPC-PVT光热耦合技术对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要参考价值。研究中方形散热器配置实现16.30%功率效率和84.67%光学效率,为我司1500V高功率密度逆变器的热管理优化提供依据。MCRT光通量分析方法可应用于MPPT算法改进,提升非均匀光照下的发电效率。热流耦合仿真技术可指导SG...