Asli Tiktas · Arif Hepbasli · Huseyin Gunerhan · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 本文开发并从热力学角度评估了一种新型太阳能驱动的三联产系统，该系统将吸收式热变换器（AHT）、朗肯循环（RC）和吸收式制冷循环（ACC）集成于统一构型中。其创新性不仅体现在采用AHT驱动RC——这一集成方式本身较为罕见，更关键的是采用了全热力循环架构，两个吸收子系统共享单一工质对（LiBr–H₂O），同时驱动基于蒸汽的朗肯子系统。这种高度耦合的单回路设计实现了内部热能的级联利用，并消除了对外部独立工质、辅助加热源或中间换热器的需求，而传统混合或级联系统则存在以下问题：（i）依赖多个工质回路...

解读: 该太阳能三联供系统展示了超高COP(7.03)的冷热电联产技术,对阳光电源ST系列储能系统与SG光伏逆变器的协同优化具有启发意义。其单一工作流体循环架构和内部热级联设计,可借鉴于PowerTitan储能热管理系统,通过余热回收提升系统综合效率。74.40%的火用效率验证了可再生能源深度利用潜力,为i...

Kavitha Suresh Kumar · Prince Winston David · Hariharasudhan Thangaraj · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 将燃料电池技术与太阳能发电相结合，能够满足能源需求并减轻对环境的影响。本文研究了一种结合太阳能与燃料电池的混合发电系统的构想及其可行性。由于该系统同时利用了燃料电池和太阳能电池板，相较于单一独立系统，具有更高的可靠性、效率以及环境可持续性。这两种可再生能源协同作用，使得在太阳辐照度较低期间仍能持续发电，此时由燃料电池提供电力。研究表明，所提出的方法在低辐照条件下部分遮蔽环境中能够提升输出功率。性能测试采用了十二种不同的遮蔽情景，将所提出的利他主义方法与另外八种现有方法进行了对比。结果显示，...

解读: 该燃料电池-光伏混合发电系统对阳光电源ST储能系统和SG逆变器产品线具有重要参考价值。论文提出的Altruism算法在遮挡场景下功率提升达35.2%,可启发我们优化MPPT算法应对复杂工况。混合系统架构思路可应用于PowerTitan储能方案,通过多能源协同提升系统可靠性。建议结合iSolarClo...

Andrei Luis Garcia Santos · Cesare Biserni · Igor Almeidada Ros · Rafael Adriano Alves Camargo Gonçalves 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

本文旨在建立一种计算方法，用于模拟连接至波浪水槽的全尺寸振荡水柱（OWC）装置，并考虑在呼出/吸入管道中安装萨沃尼乌斯涡轮的情况。该模型用于提出关于装置设计的建议，并分析其对性能指标的影响，例如涡轮功率和可用气动功率（P_turbRMS 和 P_pneuRMS）以及性能系数（C_PRMS）。几何结构的研究采用构型定律（constructal design）进行指导。本研究考虑了湍流、不可压缩、多相（空气和水）流动，以模拟波浪水槽中波浪与...

解读: 该振荡水柱波浪能转换技术对阳光电源储能系统具有借鉴价值。研究中的构造设计法优化几何参数、多相流VOF建模、k-ω SST湍流控制等方法,可应用于ST系列PCS的热管理优化和PowerTitan储能系统的流体冷却设计。其功率系数优化思路(C_PRMS=0.2727)与我司MPPT算法、GFM/GFL控...

Longbing Yia · Xuefeng Zheng · Yuan Liua · Wen Honga 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 能量转换与功率器件热管理的重要性推动了对高转换效率和高效散热技术的研究。本文通过理论与实验方法，将β相氧化镓（β-Ga2O3）肖特基势垒二极管（SBDs）集成于热电模块（TEM）上，实现了热能回收与主动冷却的双向运行模式。结果表明，提高换热系数可显著提升TEM的性能。对于热电发电机（TEG），最大净输出功率和净转换效率分别提高了0.82 W和3.2%，相较于自然对流条件下的性能，提升了约6.7倍和2.6倍。对于热电制冷器（TEC），考虑SBD输出功率改善后，性能系数（COP）从2.88提升...

解读: 该β-Ga2O3肖特基二极管与热电模块集成技术对阳光电源功率器件散热管理具有重要参考价值。研究展示的双向运行模式(废热回收发电+主动冷却)可应用于ST系列PCS和SG逆变器的热管理优化,特别是SiC/GaN器件的高功率密度应用场景。热电发电效率提升6.7倍和TEC性能系数提升22.2%的数据,为EV...

Ali Bahadar · Muhammad Usman Bin Ahmed · Ahmed Bilal · Mohammed Zwawi 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 本研究开发并评估了一种基于生物质的多联产系统，该系统将椰壳原料气化与固体氧化物燃料电池（SOFC）、燃气轮机、超临界布雷顿循环、HDH海水淡化以及用于氢气生产的碱性电解槽进行集成，实现协同运行。在设计工况下，该系统将低热值生物质转化为约492.5 kW的净电功率和226 kW的有效热能，基于生物质的净发电效率达到45.0%（基于合成气为57.5%），整体净能效为67.6%。㶲分析表明，系统回收了502.5 kW的有效㶲，整体净㶲效率为43.1%（基于合成气为62.5%），总㶲损为369 k...

解读: 该生物质多联供系统的SOFC燃料电池与余热梯级利用技术对阳光电源氢能业务具有重要参考价值。系统67.6%的综合能效和43.1%的火用效率展示了多能互补优势,可借鉴于ST储能系统与制氢装置的耦合设计。其氢气成本降至0.5981美元/kg的经济性分析,为阳光电源氢储能解决方案的商业模式提供依据。建议将废...

Tong Gaoa1 · Xinyue Dengb1 · Ying Huang · Lei Gongb 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

流场设计对质子交换膜燃料电池的性能具有显著影响，尤其是在高电流密度条件下。为解决传统平行流场（PAFF）在传质能力和排水性能方面的局限性，本研究提出了一种改进的阴极流场设计，分别在进口端、中间区域和出口端引入阻块结构。数值模拟结果表明，采用进口阻块的改进型平行流场（PAIB）性能提升最为显著，其最大功率密度较PAFF提高了6.1%，缺氧区域占比降低了27.17%。此外，氧气分布、电流密度、含水量及温度分布的均匀性也得到显著改善。为进一步提升性能，采用基于人工神经网络的代理模型结合非支配遗传算法I...

解读: 该燃料电池流场优化技术对阳光电源氢能储能系统及电堆热管理具有重要借鉴价值。研究中采用的神经网络+NSGA-II多目标优化方法可应用于ST系列PCS的散热流道设计,提升功率密度6.1%的思路可迁移至SiC/GaN功率器件的热管理优化。VOF两相流仿真技术对户外储能柜PowerTitan的防凝露与液冷系...

Shiwei Huab · Shuo Zhang · Shiqing Chena · Xinjing Zhanga 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 金属氢化物储氢是一种具有高储氢密度和低压特性的固态储氢方式。其性能面临吸氢过程余热未回收、释氢依赖电加热等挑战。有效的热管理对于推动金属氢化物大规模储氢应用至关重要。本研究提出一种基于热泵结合蓄热的金属氢化物热管理系统，以提升能量利用效率。该系统通过热泵回收吸氢过程产生的低品位热量，并将其升级为可用于释氢过程的高品位热量；蓄热单元则用于降低能耗，并在吸氢与释氢过程中快速提供所需热量。建立了热管理系统与金属氢化物反应器的耦合仿真模型，分析了在不同水温条件下系统的性能表现，包括水温与合金温度变...

解读: 该热泵-储热耦合氢储能热管理技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。金属氢化物储氢的吸放热特性与ST系列储能变流器的热管理需求高度契合:通过热泵回收吸氢过程低品位热并升级用于放氢,系统COP达5.4,较电加热提升470%,可显著降低PowerTitan等大型储能系统的温控能耗。该技术可启发阳光电源在...

Huan Yea · Fengxiang Chena · Yaowang Peia · Zhipeng Houb 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 金属氢化物（MH）作为一种低压氢气储存介质，其固有的压力特性使其特别适用于家庭应用。然而，与直接电能储存方法相比，氢气储存路径的能量往返效率较低，凸显了开发有效废热回收策略的迫切需求。本研究旨在提升家用氢能储存系统的整体效率。首先建立了一个针对基于金属氢化物的氢能储存系统的集成热管理系统（ITMS）模型，并对水电解、金属氢化物及燃料电池部分进行了模型验证。随后分析了氢气吸收与解吸过程，通过联合调控流量、压力和温度以优化系统性能。评估并比较了电力-氢能-电力（P2H2P）和热电联产（CHP）...

解读: 该金属氢化物储能热管理技术对阳光电源户用储能系统具有重要参考价值。研究中P2H2P模式47%效率与CHP模式87.5%综合效率的对比,为ST系列PCS与户用光伏系统的热电联供方案提供优化思路。特别是Level-of-Hydrogen在5%-95%区间的温度控制策略,可借鉴应用于PowerTitan储...

Xikai Tuab · Zhiming Taoa · Jin Lva · Yin Guanb 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 质子交换膜燃料电池（PEMFC）为无人机（UAV）提供了一种有前景的清洁能源解决方案。尽管在无人机应用中，风冷式PEMFC的空气化学计量比（ASR）在零加速度条件下的研究已较为广泛，但其在非零加速度条件下的最优行为仍鲜有探索，这阻碍了有效的热管理和输出性能优化。本文建立了一个耦合的PEMFC–UAV建模框架，以优化加速度及不同海拔条件下的ASR。结果表明，与零加速度条件相比，最优ASR随海拔高度和加速度的变化表现出显著差异。在海平面（0 m）处，ASR对加速度最为敏感：在0 m/s²时基准...

解读: 该PEMFC动态建模技术对阳光电源氢能储能系统及EV充电站具有重要参考价值。研究中的空气化学计量比自适应优化策略可借鉴至ST系列储能变流器的热管理系统,特别是在动态负载工况下的温度均匀性控制。非零加速度条件下的电压一致性提升方法(最高87.45%)可应用于PowerTitan储能系统的电池组管理,优...

Zhenghao Yanga · Yang Dub · Guangyu Jiab · Xu Gaob 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 椭圆转子发动机（ERE）因其高能量密度和紧凑设计，有望作为特种动力替代传统的往复式发动机。然而，其特殊的偏心结构导致点火时刻燃烧室呈现扁平化形态，不利于完全燃烧。为优化热力学效率与排放特性，本文通过数值模拟方法，基于缸内压缩流场构建了适用于ERE的湍流射流点火构型（TJI-ERE）。设计了三种不同的射流方向——前向射流（FJ）、垂直射流（VJ）和后向射流（BJ），并分别设置孔径为1 mm（D1）、2 mm（D2）和3 mm（D3）的喷射孔口。通过机理分析，系统研究了射流火焰传播与双向涡旋形...

解读: 该椭圆转子发动机湍流射流点火技术的流场耦合优化思路,对阳光电源增程式电动汽车动力系统具有重要参考价值。研究中的多物理场耦合仿真方法可应用于我司电驱动系统的热管理优化,特别是电机冷却流场与温度场的协同设计。射流方向与孔径对燃烧效率的影响机制,可启发储能变流器ST系列的散热风道设计,通过调控气流方向提升...

Dhoni Nagaraj · Arshad Javed · Satish Kumar Dubey · Sanket Goel · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 热电制冷器（TECs）利用珀尔帖效应实现高效冷却，为热管理提供了一种紧凑且可靠的解决方案。本研究通过在COMSOL Multiphysics中进行数值建模，系统地研究了关键设计参数和运行参数对器件性能的影响。分析的关键输入参数包括热电臂高度、臂间间距、输入电流以及传热系数（h）。评估的性能指标包括制冷量（Qc）、功耗、性能系数（COP）和温差（ΔT），重点在于实现最大效率。采用先进的统计方法，包括实验设计（DOE）和方差分析（ANOVA），以量化这些参数的重要性并优化TEC的性能。结果表明...

解读: 该热电制冷器多物理场优化技术对阳光电源电动汽车驱动系统及储能热管理具有重要价值。研究中的电流-热耦合建模方法可直接应用于SiC功率器件散热设计,DOE/ANOVA统计优化思路可指导ST系列PCS和充电桩的热管理系统参数整定。特别是电流输入与传热系数对COP的协同影响分析,为PowerTitan储能系...

Zhipeng Huaa · Jintao Wua · Jiong Tangb · Xianguang Caob 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 氢燃料电池系统为高效利用氢能提供了有前景的途径。在传统热电联产系统主要关注燃料电池堆余热回收的基础上，本文提出的创新性多级回收技术进一步全面考虑了阴极排气总热量（包括显热和潜热）、排气动能、功率转换装置热量以及辅助部件热量的回收。为此搭建了实验平台以评估这些技术，重点在于评估排气潜热回收对系统性能的影响——这是该领域的首次评估。实验结果表明，在燃料输出功率为85 kW时，排气总热量回收可达10.75 kW，分别是排气动能回收、功率转换装置热量回收和辅助部件热量回收的4.30倍、10.24倍...

解读: 该燃料电池多重热回收技术对阳光电源氢能储能系统及热电联供方案具有重要借鉴价值。研究中阴极排气全热回收(显热+潜热)占比最高,峰值达10.75kW,这与阳光电源ST系列PCS的热管理设计理念高度契合。功率转换装置余热回收技术可直接应用于SiC/GaN功率器件的热管理优化,提升系统综合效率8.82%-1...

Chongkun Shaoa · Peilun Wanga · Ji Miab · Pengfei Jiang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

采用吸热型碳氢燃料（EHFs）进行主动冷却是解决高超声速飞行器热管理问题的有效方案。EHFs的等压比热容是设计先进热管理系统的重要参数之一。然而，由于测量分辨率不足、燃料在热化学反应过程中组分发生变化以及能量守恒计算存在偏差，准确测量其等压比热容仍面临显著挑战。为应对上述挑战，本研究开发了一种新型分布式流动量热仪，其中量热微通道（Φ3.0 × 0.5，1000.0 mm）通过分辨率为0.45 mm的红外热成像技术被划分为2200个微元。基于轴向差异法，可沿微通道确定EHFs的位置-温度-组分之间...

解读: 该分布式流动量热法对阳光电源液冷热管理系统具有重要参考价值。ST系列储能变流器和PowerTitan系统在大功率运行时面临SiC器件散热挑战,文中提出的微通道高精度温度分布测量技术(0.45mm分辨率)可用于优化液冷微通道设计。特别是温度-位置-组分映射方法,能指导冷却液在298-1173K宽温域的...

Meryame Soumhi · Yassine Zalim · Zakia ELAhmadi · Fayrouz El Hamdani 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.337

摘要：聚光太阳能发电站（CSP）在可持续能源生产方面具有巨大潜力，但其效率常受到干旱气候下极端环境条件和有限水资源的制约。本研究针对适用于摩洛哥地区太阳能塔式电站的简单型和再压缩式超临界CO2布雷顿循环，在不同功率规模下对其设计工况及变工况性能进行了分析。研究目标是评估功率规模对循环效率和涡轮机械设计的影响，比较两种循环的性能表现，并识别出在恶劣环境中提升系统性能的最优参数。通过对两种循环构型开展详细的参数敏感性分析，确定了可提高循环效率的总回热器导热系数最优值。为验证模型的准确性，将计算结果与...

解读: 该超临界CO2布雷顿循环研究为阳光电源光热储能一体化系统提供重要参考。研究表明再压缩循环可减少12%集热场面积,这与我司PowerTitan储能系统的高功率密度设计理念契合。简单循环在高温环境下的适应性优势,可指导ST系列PCS在干旱地区的热管理优化。离网工况分析方法可应用于iSolarCloud平...

Azmain Rashid Raiy · Samiuzzam · Yasin Khan · Mohammad Monjurul Ehsan 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.337

摘要 本研究探讨了一种创新性的集成制冷与发电联合系统的热力与经济性能，该系统结合了再热再压缩主压缩间冷超临界CO2（sCO2）循环与双效吸收式制冷循环。为评估不同输入参数对系统性能的影响，开展了详细的参数化研究。所提出的联合系统被设计用于利用核反应堆提供的600 MW热能。从热力学和㶲经济模型中提取的数据集被用于构建响应面回归模型（RSM），并通过多种误差矩阵评估其预测精度。随后，将二次回归模型与遗传算法（GA）相结合，针对三个目标函数——能量利用系数（EUF）、㶲效率（ηex）和单位产品总成本...

解读: 该核能驱动的超临界CO2联合循环技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。其多目标优化方法(能效、火用效率、成本)可应用于ST系列储能变流器的热管理优化,响应面-遗传算法建模思路可用于PowerTitan系统的多工况协同控制策略开发。超临界CO2循环的高效换热理念启发液冷储能系统设计,而冷热电联供架构...

Jianing Chen · Xueming Yang · Jie Cui · Yinqiao Huo 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336

摘要 太阳能热发电技术在全球低碳能源转型中具有巨大潜力，但其大规模发展仍受到太阳辐射间歇性、系统稳定性等挑战的制约。本研究聚焦于硅藻土改性的钙基材料，揭示了硅藻土改性使放热反应机理由A3模型转变为D2模型，显著降低了8.69%的活化能，并使指前因子提高了18.19%。对填充床反应器中的放热过程进行了深入研究，阐明了温度场、反应程度及压力场的演化规律。提出了一种引入中间进气通道的创新设计，使反应时间缩短了28.57%。构建了一种新型热化学太阳能热发电（TSTPG）系统，从反应器释热特性的角度系统考...

解读: 该热化学储能技术为阳光电源ST系列储能系统提供了长时储能技术路径参考。研究中的填充床反应器放热特性优化、中间气流通道设计缩短反应时间28.57%的创新思路,可启发PowerTitan储能系统的热管理优化。4E综合评估方法(能量、火用、经济、环境)与阳光电源iSolarCloud平台的多维度系统评估理...

Chengyu Zhang · Guopeng Yub · Youcai Liang · Guorui Linga · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336

摘要 为应对不断上升的燃油成本以及航空排放带来的环境问题，本文提出了一种集成的多学科研究框架，用于探索以氢为燃料的回热式旋翼机动力装置概念。整体方法涵盖了一系列分析，包括旋翼机飞行动力学、涡轴发动机仿真、氢气储存以及回热器性能评估。此外，在改装旋翼机的背景下开展了设计空间探索和重量 penalty 评估，以考察系统集成性与整体性能。针对多种推进构型进行了对比研究，包括以煤油或氢为燃料的简单循环与回热循环，重点关注燃油经济性与有效载荷能力。分析表明，储氢罐重力效率和回热器热有效性是影响系统重量 p...

解读: 该氢燃料旋翼机动力系统研究对阳光电源氢能储能及充电站产品具有重要参考价值。研究中热回收器效率提升23-44%的能效优化思路,可应用于ST系列储能变流器的热管理系统设计。氢储能罐重量效率评估方法,可借鉴至PowerTitan储能系统的能量密度优化。多学科集成分析框架对阳光电源开发氢能充电站及氢-电混合...

Arun Monda · Amish Kumar Gauta · Neeraj Khare · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 混合能量收集装置通过同时利用多种能源来发电，有望提升功率效率。然而，为了从混合器件中实现更高的效率，两个独立器件的输出功率需要具有可比性。本文研制了一种集摩擦纳米发电机（TENG）和热电发电机（TEG）于一体的单一混合器件，能够同时收集热能和机械能。该混合器件中的TEG部分在温差ΔT约为12.5 K时产生约35 μW/cm²的最大功率密度，而TENG部分单独工作时也产生了约32 μW/cm²的最大功率密度。由于热电与摩擦电组件的功率密度相近，使得该混合器件具有更高的整体效率。与以往报道的结...

解读: 该混合能量收集技术对阳光电源电动汽车驱动系统具有启发意义。TENG-TEG混合器件同时捕获机械振动和热能,功率密度达32-35 μW/cm²,混合输出提升37%。可应用于电动汽车OBC充电机和电机驱动系统的余热回收与振动能量捕获,优化辅助电源设计。结合阳光电源三电平拓扑和SiC功率器件技术,可提升驱...

Ruizhao Gao · Kunteng Huang · Hongrui Li · Ruikai Zhao 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

开发具有更高热效率的热力循环是应对内燃机节能、环保和减排挑战的关键途径。然而，现有的内燃机优化循环仍受限于奥托循环、柴油循环和布雷顿循环等经典热力循环的基本局限性，导致循环性能提升遭遇瓶颈。得益于基于先进柔性材料的张力活塞技术，内燃机中的等温过程得以灵活实现。本文提出了一种新型循环——具有等容与等温过程的耦合动力循环，以提高平均吸热温度。基于热力学基本定律建立了热力学模型，并推导了理想气体的理想热效率方程。结果表明，热效率和可持续性指数均与压气机及活塞燃烧室的压力比呈正相关关系。相比之下，随着压...

解读: 该耦合动力循环技术通过等容-等温过程优化,热效率提升30%以上,为阳光电源储能系统热管理提供创新思路。ST系列PCS及PowerTitan在大功率运行时面临散热挑战,可借鉴其等温过程控制策略优化功率器件温度管理。该技术对压缩比的多目标优化方法,可应用于储能系统功率密度与效率的协同设计。结合SiC器件...

Rabih Al Hadda · Charbel Mansour · Namdoo Kim · Jigu Seo 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 随着电动汽车（EV）普及率的上升以及对更长续航里程的需求日益增长，优化能源效率变得尤为关键，尤其是在极端天气条件下，而热管理是实现这一目标的核心环节。用于座舱气候控制和电池温度调节的巨大能耗可使整车能量需求增加超过50%，从而严重限制车辆续航能力。本研究针对三款主流电动汽车——2020款雪佛兰Bolt、2019款日产Leaf Plus和2020款特斯拉Model 3，开展了热管理系统（TMS）的对比分析，评估其在不同气候条件下的TMS结构配置与运行性能。通过结合在美国阿贡国家实验室受控试验...

解读: 该研究对阳光电源EV充电及储能热管理具有重要参考价值。文中对比的三种热管理方案(双蒸发器+PTC、热泵+风冷)在极端温度下的能耗差异显著:-7°C时热泵方案续航损失仅19.3%,远优于PTC的28-31%。这为阳光电源充电桩产品优化提供启示:可开发智能温控充电策略,在极端天气下动态调整充电功率曲线以...