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...

Chengdai Chen · Tao Lin · Fengqin Han · Linfeng Zhong · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 针对电池在高倍率放电、大电流运行及快速功率释放等工况下的热调控需求，本文提出一种高效的金属辅助热电冷却（TEC）电池热管理系统（BTMS），并构建了一种快速温度控制模型及其建模方法，以平衡电池产热与热电散热之间的关系。在恒定倍率和变倍率放电条件下进行的实验验证表明了该模型的有效性，同时通过综合分析揭示了TEC系统的运行动态、性能阈值以及增强热管理能力的优化路径。实验结果表明，在恒定放电倍率（0.75 C–1.50 C）下，通过优化TEC工作电流，所提出的热调控模型可将电池峰值温度有效控制在...

解读: 该热电制冷电池热管理技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。在ST系列PCS和PowerTitan储能产品中,高倍率充放电场景下电池温控是关键挑战。研究提出的TEC快速温控模型可将峰值温度控制在26±4.8°C,温度稳定速度提升62.5%,能耗仅占2.55-11.26%,为储能系统电池包热管理优化提...

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...

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-...

Wenjie Qiac · Jiaxing Yanga · Zhigang Zhang · Jieyang Wuab 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340

摘要 电池热管理是纯电动汽车面临的主要挑战之一，热失控事件引发了公众安全担忧。针对车辆动力电池在高放电倍率下模块温度过高及热均衡性不足的问题，本文提出一种基于电池模组温度分布特性的新型圆柱形锂离子电池缠绕式冷却带结构。通过对四种冷却结构的热-水力性能进行对比分析，结果表明所提出的结构在电池热管理应用中表现出更优的性能。在固定质量流量条件下，系统研究了冷却带几何结构对热管理性能的影响。热-水力分析表明，主通道高度为24 mm、支通道高度为16 mm的分叉式冷却带设计可使散热效率达到最大。采用正交试...

解读: 该圆柱电池缠绕式冷却带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。针对PowerTitan等大型储能系统,该分叉式冷却结构可优化电池热管理,降低最高温度6.31K并减少39.02%压力损失,提升系统安全性和能量密度。对于充电站大功率快充场景,该技术可改善电池包温度均匀性,延长循环寿命。建议结...

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...

Javad Mohammadpour · Danah Ruth Cahanap · Danish Ansari · Christophe Duwig 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340

摘要：聚光光伏（CPV）系统因其高效率和紧凑的设计，能够支持绿色氢气生产，并有助于实现联合国可持续发展目标7（经济适用的清洁能源）。然而，若热管理不当，其性能和使用寿命会受到显著影响。为应对这一挑战，本研究提出了一种数据驱动的框架，可在提升CPV系统热性能优化效果的同时，降低对计算密集型仿真的依赖。本文评估了一种新型变高度针翅片散热器，旨在最小化最高温升、温度不均匀性以及压降。研究评估了五种基于树结构的机器学习（ML）模型，包括决策树、随机森林、梯度提升、XGBoost和CatBoost，其中C...

解读: 该CPV热管理优化技术对阳光电源高功率密度产品具有重要借鉴价值。研究中采用的机器学习驱动多目标优化方法可应用于ST系列储能变流器和SG系列大功率逆变器的散热设计优化,通过CatBoost等算法替代传统CFD仿真,显著降低热设计迭代成本。变高度翅片散热器设计理念可用于PowerTitan储能系统功率模...

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...

M.A.Bamdez · G.R.Molaeimanes · R.Mohammadi Saman Kand · M.Mostajera · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.339

摘要 电动汽车已成为应对日益加剧的化石燃料消耗与环境污染问题的有前景解决方案。然而，运行温度条件在决定电动汽车电池效率与安全性方面起着关键作用。将电池温度维持在最佳范围内，对于确保车辆高效可靠运行至关重要。本研究选取伊朗三个不同气候区——温带（德黑兰）、寒带（大不里士）和热带（班达尔阿巴斯）——进行分析，强调了环境温度与太阳辐射对电池效率、能耗及整车性能的重要影响。通过构建车辆仿真模型，研究评估了乘员舱与电池的热动态特性，并着重指出，为延长电池寿命并提升车辆可靠性，需将乘员舱温度维持在22 °C...

解读: 该研究揭示不同气候区电动汽车能耗与电池老化规律，对阳光电源充电桩及储能系统设计具有重要参考价值。寒冷地区加热需求使能耗增加18%，而温暖地区电池容量衰减加速至10%。建议：1)充电站配置ST系列储能系统，结合气候特征优化充放电策略；2)开发智能热管理算法，通过iSolarCloud平台实时监测环境温...

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...

Zheng Dong · Yanjun Chen · Deqiang He · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.338

质子交换膜燃料电池（PEMFC）技术已成为船舶推进系统中一种具有前景的高效率、零排放动力解决方案。尽管已知船舶运动引起的惯性力会影响PEMFC的性能，但在滚转条件下其具体影响机制仍尚未得到充分研究。本研究通过一个集成多物理场耦合的三维瞬态模型，系统地探究了海洋滚转运动下PEMFC的动态特性。所建立的框架结合了水动力分析与动态更新的滚转运动学参数。结果表明，滚转运动会使得燃料电池输出功率最大降低9.89%，电流密度最大波动达16.14%，温度波动达到23.55%。这些波动幅度随滚转周期的减小和滚转...

解读: 该燃料电池多物理场耦合研究对阳光电源氢能储能系统及海洋微电网方案具有重要参考价值。研究揭示的动态工况下热-质传递特性与阳光电源ST系列PCS的多物理场协同控制技术高度契合。滚动工况导致的功率波动(9.89%)和电流密度波动(16.14%)可借鉴应用于船舶储能系统的GFM控制策略优化,通过VSG技术补...

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...

Yi Ren · Longbin Yang · Yuanwei Cao · Bin Wang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.338

摘要 超临界有机朗肯循环（ORC）因其高热效率、设备结构简单以及占地面积小，成为热能发电领域极具前景的技术。然而，现有的超临界ORC系统优化设计方法仍存在诸多局限性，例如仅聚焦于单目标优化，以及在确定换热器最小温差（pinch point temperature difference）时依赖经验取值。这些局限性往往导致系统运行参数范围受限，可能产生次优解，甚至在复杂约束条件下使优化过程不可行。为克服上述问题，本文提出一种新颖的多目标优化设计方法，将最小温差作为变量引入优化过程中。系统性能通过三个...

解读: 该超临界ORC多目标优化技术对阳光电源储能热管理系统具有重要借鉴价值。研究中的变温差优化方法可应用于PowerTitan储能系统PCS散热设计,通过动态调节换热器温差参数,在保证功率器件可靠运行前提下优化散热面积。其多目标优化思路(功率-成本-体积)与ST系列PCS开发理念高度契合,特别是三电平拓扑...