Jacob C.Seile · Gregory Pavla · James D.Freihau · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 受控环境农业（Controlled Environment Agriculture, CEA）为食品行业提供了可持续发展的解决方案，但由于能耗较高，仍面临显著的经济与环境挑战。结合热能存储、电池储能、吸收式制冷和碳捕集等技术的热电联产（Combined Heat and Power, CHP）系统，能够提升CEA设施的运行效率与整体性能。在智能电网应用中，CHP作为可调度能源资源，还可增强电网的可靠性与韧性。然而，CHP在CEA中作为能源与二氧化碳双重供给源的作用尚未得到充分研究，尤其是在...

解读: 该CEA能源优化研究对阳光电源储能系统具有重要启示。研究证实热储能与电池储能协同可降低18.94%能源成本,这与我司PowerTitan储能系统的多能互补理念高度契合。ST系列PCS可通过GFM控制技术实现CHP系统与储能的协调调度,优化电热冷三联供场景。研究中的电力市场参与策略可为iSolarCl...

Gayatri Sundar Rajan · Seda Zeynep Keleş · Christian D.Peters · Binjian Ni 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 在水-能源-食物关联体系中，海水淡化与制冷的 cogeneration（共生成）系统能够应对紧迫的可持续发展目标。此类系统利用两个过程之间的协同效应，实现相互增益。本综述评估了现有的共生成研究，旨在为可持续发展应用（如同时生产淡水和实现冷藏储存）推荐有前景的研究方向。与近期关于海水淡化与制冷结合系统的综述相比，本文的创新之处在于聚焦适用于新鲜食品储存的制冷温度范围（0–15 °C），将混合系统区分为集成式（Integrated）或耦合式（Coupled），并突出制冷与海水淡化系统在可持续发...

解读: 该海水淡化-制冷联产技术对阳光电源储能系统具有重要启示。ST系列PCS可通过能量管理优化,将光伏发电与热驱动淡化系统耦合,实现电-热-冷多能互补。PowerTitan储能系统可集成废热回收模块,提升综合能效比。特别适用于海岛微网场景,结合iSolarCloud平台实现淡水-制冷-储能的智能协同调度,...

Lexiao Wang · Yimo Luo · Liming Wang · Gesang Yang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.331

摘要 中国太阳能供热的发展前景广阔，但太阳能的间歇性和波动性使其难以与冬季供热需求相匹配。季节性热化学储能（TCES）技术通过将夏季的热能暂时储存并在冬季使用，为这一问题提供了可行的解决方案。然而，由于缺乏动态性能分析、控制方法制定以及系统的综合评估，季节性TCES技术的实际应用仍受到限制。因此，本研究针对一种耦合太阳能集热器用于空间供热的季节性TCES系统，采用MATLAB与TRNSYS进行联合仿真，探讨了该系统的动态性能及其在中国不同气候区的应用情况。结果表明，该系统能够有效储存夏季太阳能热...

解读: 该季节性太阳能热化学储能技术为阳光电源储能系统提供重要启示。研究中的夏储冬用模式与我司PowerTitan储能系统的长时储能理念高度契合,其动态性能分析方法可应用于ST系列PCS的控制策略优化。针对中国不同气候区的系统设计方法,可指导我司光储一体化解决方案的区域适配性开发。研究显示的1.492系统性...

Junxian Li · Zhikang Wang · Yihong Li · Guqiang Wei 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.330

摘要 液态空气储能（LAES）和抽热式储能（PTES）不受地理条件限制且环境友好，具有大规模储能的巨大潜力。LAES与PTES之间的一个关键共性在于两者均需要冷能储存单元，这些单元通常采用易燃易爆的液相烷烃介质或效率较低的固相岩石介质，从而在安全性、环境保护以及能源效率方面带来挑战。本研究提出了一种将LAES与PTES集成的新型储能系统（PT-LAES），有效消除了各自独立冷能储存单元的需求。在储能阶段，PTES中气体膨胀产生的冷能用于LAES的空气液化过程；而在释能阶段，LAES中液态空气所携...

解读: 该PT-LAES混合储能技术对阳光电源PowerTitan液冷储能系统具有重要启示。其通过冷能互补消除独立冷储单元的创新思路，可借鉴于ST系列PCS的热管理优化，将充放电过程产生的冷热能梯级利用，提升系统能量密度至167.53kWh/m³。56.57%的往返效率和7年回收期验证了技术经济性，为阳光电...

Suzhen Yin · Chuangang Bai · Kaiyue Zheng · Yilun Zhang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.329

摘要 风能和光伏发电等不稳定的可再生能源具有间歇性和随机性的固有特征，对电网的安全与稳定运行构成了极为严峻的挑战。作为一种可行的解决方案，储能技术通过在不同时间段存储和释放多余的电能，提高了电网的灵活性和调控能力。抽水式热储能技术提供了一种高效的大规模电能储存方案，且完全不受地理条件限制。巧妙地将抽水式热储能技术与低品位热能相结合，可有效提升其热力学性能和经济性。为了显著提高地热能的利用率，并有效实现抽水式热储能系统的更优性能，本文对15种地热辅助的跨临界抽水式热储能系统进行了深入而全面的热经济...

解读: 该地热辅助泵热储能技术为阳光电源储能系统提供重要启示。研究显示系统往返效率可达105.6%,度电成本低至0.472元/kWh,验证了多能互补储能方案的经济性。可与PowerTitan储能系统及ST系列PCS结合,通过低品位热能耦合提升储能效率,优化压缩机出口压力控制策略。该技术突破地理限制的特性与阳...

José Eduardo Sanson Portella Carvalho · Florian Pradell · Romuald Rullièr · Rémi Revellin · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.329

摘要 实现能源转型需要采取良好的实践，以实现更优的能源管理并提高能效，同时广泛利用可再生能源和储能技术，并将其优化以满足用户需求。在此背景下，本文建立了一种数值模拟方法，研究适用于巴西里约热内卢典型并网住宅建筑的三联供（电力、供热和制冷）系统方案。所研究的混合式制冷、热、电联产系统配置主要由光伏组件、小型压缩空气储能系统（包括带有中间冷却器和预热器的压缩机与透平以及两个空气储罐）以及作为热能储存装置的水箱组成。该系统在准稳态工况下通过能量、㶲、㶲经济与环境（4E）分析进行综合评估。全年运行分析使...

解读: 该混合CCHP-光伏-压缩空气储能系统研究对阳光电源户用储能解决方案具有重要参考价值。系统实现94.3%电力自给率和44.3%三联供效率,验证了光储一体化在住宅场景的技术可行性。可结合阳光电源SG系列户用逆变器、ST系列PCS及PowerTitan储能系统,通过iSolarCloud平台实现季节性负...

Salman Hassan · Ilya S.Girni · Milad Ebadi · Majid M. Bahrami · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.328

摘要 本研究针对当前吸附式热变换器系统存在的一些关键局限性，特别是其成本、尺寸和重量问题，这些问题阻碍了其在各类应用中的广泛推广。本文提出了一种新型的壳管式吸附反应器设计，采用轻质外壳替代传统用于包裹吸附反应器的真空腔室。在所提出的结构中，吸附材料被合成为圆盘形状并置于管内，而传热流体则在壳体与管之间流动。对吸附材料进行了全面的材料表征，包括热扩散率测量、热重分析和孔隙率测定。设计、搭建并测试了一个原理验证型实验室规模原型。利用这种圆盘状复合材料，所提出的吸附反应器在单位可用体积内安装了更高活性...

解读: 该新型吸附式热储能技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要参考价值。其0.74 MJ/kg能量密度已接近锂电池水平,且成本更低,可作为PowerTitan等大型储能方案的补充技术路线。壳管式反应器的轻量化设计理念可启发PCS热管理优化,特别是在工业储能场景中实现电-热混合储能,提升系统经济性。该技术的...

Gangqiang Gea · Xuchao Cai · Hao Sun · Yufei Zhang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.328

摘要 在压缩空气储能系统中，储气洞穴体积有限导致压缩空气在运行过程中压力发生显著变化。采用滑压模式运行压缩机和膨胀机可有效减少节流引起的㶲损失，从而提高系统整体效率。然而，在滑压运行模式下，压缩机出口温度升高会导致传统双罐式蓄热系统中不同温度流体混合，产生较大的㶲损失。本研究提出一种将滑压运行与填充床蓄热相结合的绝热压缩空气储能系统。建立了压缩机的一维损失模型，实现了对滑压条件下耦合特性的分析。所建立的一维损失模型相较于通用性能模型具有显著更高的精度。通过进口导叶调节、质量流量控制和转速调节优化...

解读: 该滑压运行压缩空气储能技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要借鉴价值。研究提出的一维损失模型和滑压优化策略,可应用于PowerTitan等大规模储能系统的能量管理优化,通过动态压力调节减少节流损失,提升系统往返效率达72.6%。填充床储热技术与滑压运行的耦合设计思路,可启发ST系列PCS在变工况下的...

Mohamed G.Gado · Valeria Palom · Vincenza Brancato · Andrea Frazzi · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

摘要 本研究提出了一种用于建筑电转热与电转冷应用的创新吸附式热能储存（STES）系统，该系统采用液态制冷剂分配方式以及吸附反应器的直接蒸发/冷凝机制，避免了传统吸附技术中复杂且昂贵的真空阀门需求。系统采用一种浸渍型复合吸附剂CaCl₂@SG_25，并在实验室尺度上对其吸附等温线与动力学特性进行了研究。开发了一个动态模型，用于分析该STES系统在不同季节下的充放电运行模式，重点关注设计参数（如吸附动力学）和边界条件（如充电功率、冷凝/蒸发入口温度）。研究考察了关键运行指标，包括吸附特性、荷电状态（...

解读: 该吸附式储热技术为阳光电源储能系统拓展了热能存储新路径。其199 kWh/m³的能量密度和104%往返效率,可与ST系列PCS协同构建电转热/冷综合能源系统。液态制冷剂分配技术简化了系统复杂度,适合集成到PowerTitan储能方案中,为建筑光储热一体化提供季节性储能支撑。SOC管理策略和自放电率控...

Juvenal Ortiz-Ullo · Lucas Freiberg · Fuqiong Lei · Kelvin Randhir 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

摘要 本研究探讨了用于高温（约1000°C）热化学储能（TCES）应用的千瓦级连续氧化反应器的理论设计参数及其热性能。该概念采用逆流式颗粒基系统，包含一个带有换热器的反应区，用于提取氧化反应所产生的热量。在高温反应区域的上方和下方均设有显热回收区，以便在稳态运行期间实现颗粒与氧化气体在接近环境温度下的进料与排出。研究了反应区的两种运行方式：流化床反应器（FBR）和移动床反应器（MBR）。参数分析结果表明，相较于FBR，MBR每单位产热千瓦所需的体积更小，其功率密度超过2500 kW/m³，而FB...

解读: 该千瓦级高温热化学储能反应器技术对阳光电源储能系统具有前瞻参考价值。研究的移动床反应器功率密度达2500kW/m³,远超流化床方案,为PowerTitan等大规模储能系统的热管理优化提供新思路。1000°C高温放热特性可启发ST系列PCS的热设计改进,特别是功率器件散热与能量回收耦合。逆流换热与显热...

Hu Chen · Xin Ji · He Wang · Ye Ning 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

摘要 随着建筑领域对“零碳”能源解决方案需求的不断增长，光伏技术与储能技术日益受到关注。然而，实现这些系统协调且实用的“零碳”运行仍面临重大挑战。本研究提出一种新型综合能源系统，集成了光伏组件、跨季节热能储存、电能储存和热泵技术。该系统旨在解决大规模光伏发电与建筑用能需求在时间上的不匹配与不稳定性问题，以实现“零碳”运行目标。采用TRNSYS软件建立了该综合能源系统的能耗模型，模拟了典型日及典型年份的运行数据。针对一栋建筑面积为25,000 m²的公共建筑，优化后的系统配置包括一台2.6 MW的...

解读: 该近零碳能源系统对阳光电源ST系列储能变流器与SG光伏逆变器的协同应用具有重要价值。研究中96.24%净碳减排率验证了光储耦合系统的技术可行性,其85.21%光伏电力直接利用率为我司MPPT优化技术与PowerTitan储能系统的能量管理策略提供了实证参考。跨季节储能与热泵集成方案启发我司在综合能源...

Sheng Li · Chong Xu · Jiacheng Chao · Xuejun Zhang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326

摘要 在间接膨胀式光伏/热能（PV/T）热泵系统中，使用正十八烷相变浆体（n-PCS）作为蓄热、传热和放热介质，旨在同时提高太阳能转换效率和热泵循环性能。本文提出了一种太阳能n-PCS直接蒸发式PV/T热泵系统。在该系统中，n-PCS作为蓄热、传热和放热介质，将蒸发器与PV/T集热器连接起来。该PV/T热泵系统具有较高的发电能力，平均输出功率为189.85 W，同时保持了稳定的电力生产。在运行过程中，最大集热效率和发电效率分别达到86.82%和26.82%，平均效率分别为74.77%和15.53...

解读: 该光伏热泵相变储能技术对阳光电源ST系列储能变流器(PCS)具有重要启示。研究中n-PCS相变浆料实现储热-传热-释热一体化,与我司PowerTitan储能系统的能量管理理念高度契合。系统COP达4.67且混合COP最高14.86,证明光储热多能互补的高效性。可借鉴其相变储能机制优化ST系列PCS的...

Jun Zhang · Xiaotian Li · Jili Zheng · Yanan Zou 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326

摘要 热化学电池为太阳能利用提供了一种可持续且环保的解决方案，但其性能常受到太阳辐射波动的限制。传统方法是将储热系统整合到热化学电池中，然而这些方法受限于较低的传热速率以及传统电极较小的电化学活性表面积。本研究创新性地提出一种碳化木电极设计，集成了增强的光热转换、储热和电化学性能，可实现太阳能驱动热化学电池中的连续发电。与传统的石墨电极相比，碳化木结构使光热转换效率提高了67%，电化学活性表面积增加了28%，单位体积（每立方厘米）的放热时间延长至16.67分钟。采用此类电极的热化学电池在太阳辐射...

解读: 该碳木一体化电极的光热-储热-电化学集成技术为阳光电源储能系统提供创新思路。其光热转换效率提升67%、电化学活性面积增加28%的设计理念,可应用于ST系列PCS的热管理优化和PowerTitan储能系统的温控策略改进。特别是其应对间歇性光照的稳定输出能力,与SG系列光伏逆变器的MPPT优化技术形成协...

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...

Aneesh Chandra Nunn · Olav Galtelan · Laurent Georges · Yi Zong · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326

摘要 本研究提出了一种创新性基于生物蜡相变材料的枕板式热能储存装置在为一栋四层高的研究建筑提供空间供暖时的最优控制策略的设计与开发。ZEB实验室中的水力供暖系统包括电动热泵、热能储存装置以及水力散热器。为模拟该热系统的相变动态特性，建立了面向控制的数值动态模型，并进行了验证。为了可靠且准确地预测建筑物的逐时供暖负荷，开发了一个14节点的电阻–电容（Resistance–Capacitance）热网络模型，用作决策支持工具。基于已验证的系统模型，进一步开发了一种基于模型的最优预测控制策略，用于热能...

解读: 该研究的模型预测控制(MPC)策略与阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统高度契合。文中基于动态模型的需求响应优化可直接应用于我司储能系统的能量管理策略,通过响应分时电价实现40%-50%的成本削减。其柔性因子接近1的控制效果验证了储能系统提供电网辅助服务的能力,可增强我司ESS解决方...

Antoine Laterr · Guido Francesco Frat · Vincent Lemort · Francesco Contino · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要 在住宅系统中，光伏（PV）能源的日益广泛应用带来了诸多挑战，尤其是应对日间和季节性的间歇性问题。为了减少弃电并最大化自发自用率，分布式灵活性方案至关重要。在此背景下，卡诺电池——结合热泵、储热系统和热机的技术——在与光伏发电协同实现热电综合管理方面展现出良好前景。然而，目前尚未明确实现最大成本效益所需的经济模型（投资成本、电价体系）和控制策略（热能/电能释放、季节性影响）。因此，本研究探讨了将卡诺电池集成至一个配备光伏系统的20户住宅区的可行性。通过采用二次约束线性规划模型，识别出在不同投...

解读: 该卡诺电池技术为阳光电源户用储能系统提供重要启示。研究证实热泵+储热+发电机组合在零上网电价场景下经济性最优,与公司ST系列PCS及PowerTitan储能方案形成互补。可探索将热电联供功能集成到户用光储系统中,通过iSolarCloud平台实现热电协同优化控制。动态电价下储能容量需求增加,验证了阳...

Subhani Shaik · Vandana Kumari Jh · Ganghyeon Ba · Duckjong Kim · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要 在快速发展的储能技术领域，实现高效性与可持续性已成为关键目标，其中吸附过程发挥着至关重要的作用。由于气凝胶基结构具有固有的多孔性和可定制的架构，能够显著促进传热与传质性能，因此该吸附过程可从中获得巨大优势。然而，尽管已有大量研究致力于优化气凝胶微观结构以提升吸附性能，但将这些材料集成到实际储能系统中仍面临挑战。为克服这一难题，本文提出一种流动驱动的定向冷冻铸造技术，可在管状部件表面集成具有径向取向孔道网络的气凝胶，形成高度有序、类似鳍片的结构。该创新方法显著提升了气凝胶在真实储能系统中的实...

解读: 该气凝胶定向冷冻铸造技术对阳光电源储能系统具有重要价值。通过径向孔网络结构实现的35%吸附/解吸时间缩短和61%功率密度提升,可直接应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的热管理优化。该技术的快速传热传质特性能显著改善电池热失控防护和温控效率,降低HVAC能耗。建议在储能集装箱级联散热方...

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...

Haocheng Sun · Zhiwei Geab · Zhihan Yao · Liang Wang 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要 基于钙循环（CaL, Calcium Looping）的吸附增强蒸汽甲烷重整（SE-SMR）是实现低碳氢气生产的重要方法。然而，现有的原位反应器难以长期连续稳定地生产氢气。本研究提出了一种基于CaL的新型准原位SE-SMR反应器，并建立了包含多反应耦合的多物理场模型。研究阐明了该反应器中传热传质及反应强化的作用机制，识别了影响制氢过程的关键参数。在穿透前期阶段，储存的热量驱动重整反应进行，使氢气平均纯度维持在95.62%，同时实现较高的碳捕集率；氢气产率达到3.61，表明甲烷得到了高效重整...

解读: 该钙循环储热-制氢耦合技术对阳光电源储能系统具有重要启示。其多物理场耦合建模方法可应用于PowerTitan储能系统的热管理优化,特别是波动热源下的稳定性控制与ST系列PCS的能量调度策略。准原位反应器的连续产氢机制为光伏制氢一体化方案提供技术参考,可结合iSolarCloud平台实现预测性维护。该...

Xiang-Wei Lin · Ming-Yu Shi · Zhifu Zhou · Bin Chen 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要：基于锂离子电池构建储能系统已成为缓解可再生能源间歇性问题、提高其利用效率的有前景途径。在此背景下，热管理技术需在不消耗大量功率的前提下维持电池的温度水平与热均匀性。然而，传统冷板通常采用试错法设计，存在热性能与流动阻力之间的权衡难题。本研究针对电池模组提出了一种融合电化学、流体动力学和传热场的多物理场耦合模型，同时引入多目标拓扑优化方法，在给定约束条件下自由演化嵌入冷板内的流体域分布。多目标函数采用归一化加权求和方法构建。在此基础上，通过响应面法建立设计参数（即雷诺数和权重系数）与冷板性能...

解读: 该多目标拓扑优化冷却技术对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan产品具有重要应用价值。研究针对280Ah大容量棱柱电池的液冷板优化,通过多物理场耦合模型和遗传算法实现热管理性能与压降的最优平衡,相比传统直通式冷板换热能力提升15.6-42.2%。该方法可直接应用于阳光电源液冷储能系统的冷板设...