Eshagh Safarzadeh Ravajiri · Iman Alizadeh Binazir · Ehsan Houshfar · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 随着全球对可持续能源解决方案需求的不断增长，将可再生能源技术整合到废物管理系统中已受到广泛关注。本研究通过全面的技术经济分析，探讨了在废物处理单元中集成电转气（P2G）和电转液（P2L）技术的可行性。采用多目标优化方法确定太阳能光伏（PV）板的最佳数量，旨在最大化累积燃料生产潜力（CFPP），同时最小化年总成本（TAC）。提出了五种不同的技术方案，并从技术、经济和环境角度进行了验证与比较。这五种方案结合了厌氧消化、气化、机械生物处理、电转气和电转液技术，以实现可持续的废物管理和燃料生产。第...

解读: 该研究整合光伏与废弃物制氢制甲醇技术,对阳光电源SG系列光伏逆变器与ST储能系统具有重要应用价值。研究显示8500-8900块光伏板配置可实现最优氢能产量,这为阳光电源1500V光伏系统与Power-to-X场景耦合提供参考。场景3的高燃料产出潜力(9.25 MJ/kg)验证了光伏-电解制氢-甲醇合...

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...

Francesco Superchi · Antonis Moustakis · George Pechlivanoglou · Alessandro Bianchini · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 混合电站（Hybrid Power Stations, HPS）通过将可再生能源（RES）与储能系统集成，能够将间歇性发电转化为可调度电力，为提高可再生能源渗透率提供了有前景的解决方案。本研究强调了在优化此类系统运行时考虑发电预测不确定性的关键作用，并提出了一种混合整数线性规划（MILP）框架，该框架能够同时考虑多种可能的发电情景，而非依赖单一预测结果。基于一年的历史预测数据与实际发电数据，本研究开发并测试了三种调度策略：基于规则的策略、使用原始预测的标准MILP方法以及鲁棒MILP方法。...

解读: 该鲁棒MILP优化框架对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究验证了考虑预测不确定性可将欠发电量降至21.8 MWh/年,净收益提升至22.3万欧元,penalty损失仅3.1%。建议将该算法集成至iSolarCloud平台,为ST系列PCS和PowerTitan储能系统提供智能调度策略:针对风光预...

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...

J.P.Hoffstaedt · A.Jarquin Lagun · R.Ansorena Ruizb · D.Schürenkamp 等10人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 低水头抽水蓄能技术已被认为是电网级储能及提供辅助服务的有前景的解决方案。与传统的高水头系统相比，低水头系统具有不同的特性，包括更大的相对水头变化范围以及水流柱和水泵水轮机自身惯性的增加。这些差异要求开发新型设计，并对系统的稳态性能和瞬态行为进行详细评估。为此，本文设计并构建了一个50kW的实验装置，其中包含一种新型可逆式水泵水轮机的1:22缩尺模型，该模型具有两个对转叶轮和独立的驱动系统。在水轮机模式和水泵模式下，针对不同叶轮转速比开展了稳态性能测试。利用水头系数和扭矩系数，将实验结果与基...

解读: 该低水头抽水蓄能技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究中的双向运行特性、宽负荷范围控制及动态响应建模方法,可应用于ST系列PCS的双向变流控制优化。对转式双转子独立驱动设计理念,可启发PowerTitan系统的模块化拓扑创新。稳态89-92%高效率及快速暂态响应能力,与阳光电源GFM/VSG控...

Ahmet Emin Dedeoglu · Ibrahim Dincerb · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 本研究开发了一种基于光伏（PV）的氢气生产系统，专为大学校园设计，旨在引领可持续发展实践。该系统旨在满足氢能研究中心的电力需求，同时为校园内运行的纯电动汽车和燃料电池电动汽车的充电站及加氢站提供能源。在该集成系统中，安装在研究中心屋顶上的光伏板发电能力被确定，其产生的电能在满足研究中心自身能源需求后的剩余部分，按不同比例分配至电动车充电站和氢气生产系统。系统所生产的绿色氢气被压缩至100、350和700巴，并设有中间冷却阶段；压缩机出口处产生的热量由冷却介质吸收，并在冷凝器中被重新利用于生...

解读: 该光伏制氢集成系统对阳光电源具有重要战略价值。系统中494.86MWh年发电量可采用SG系列1500V逆变器配合MPPT优化技术提升转换效率;电解制氢波动负荷特性需ST系列PCS与PowerTitan储能系统平抑功率波动,保障电解槽稳定运行;充电站部分可集成公司EV充电桩产品形成光储充氢一体化解决方...

Hossam A.Gabbe · Omar S.Hemie · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 本文提出了微电网优化（MG-OPT），这是一种用于零净排放混合可再生能源系统的智能多目标优化框架，该框架采用混合整数线性规划和基于帕累托的优化方法。MG-OPT独特地集成了光伏、风能和燃料电池，并结合氢储能系统，针对四个相互竞争的目标进行优化：在最小化成本和排放的同时，通过交易型能源机制最大化可再生能源利用率和经济收益。在三种不同场景下的仿真结果表明了其卓越的性能：基准配置（30 kW）实现了95%的减排量，并获得每日31美元的利润；集成电动汽车的系统（40 kW）保持75%的减排水平，日...

解读: 该多目标帕累托优化框架对阳光电源混合储能系统具有重要应用价值。研究验证的光伏-风电-氢燃料电池混合架构可直接适配SG系列逆变器、ST系列PCS及PowerTitan储能系统的协同优化。其交易能源机制与iSolarCloud平台的能量管理策略高度契合,可提升微电网经济性30-45%。氢储能作为长时储能...

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...

Wanfu Zheng · Ziqi Huab · Dan Wang · Zhe Wang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340

摘要 随着太阳能光伏等可再生能源的广泛应用，在确保电网稳定、用户舒适度以及应对停电事件的韧性的同时，管理建筑能源系统的复杂性变得日益具有挑战性。为应对这一挑战，本研究提出了一种分层控制框架，能够在多个住宅建筑中对电池储能系统、热泵和生活热水（DHW）系统进行最优协调。本文采用线性回归、k近邻回归和LightGBM方法构建了针对扰动的预测模型。在建筑层级，提出一种数据驱动的模型预测控制（MPC）策略，对热泵运行进行最优调控以保障居住者舒适度，并辅以基于规则的控制器实现生活热水储热调度。在微网层级，...

解读: 该分层控制框架对阳光电源ST系列储能变流器和微网解决方案具有重要应用价值。研究提出的建筑级与微网级双层MPC协调策略,可直接应用于PowerTitan储能系统的削峰填谷和碳减排优化。其数据驱动的预测控制方法可增强iSolarCloud平台的智能调度能力,实现光储热泵多能协同。建筑用电需求预测作为扰动...

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...

Jingyang Hana · Jianbin Chenb · Guotai Lic · Richeng Zheng 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.339

摘要 光伏（PV）阵列作为光电转换器件，是依赖无线功率传输（WPT）的远距离系统的关键组成部分，可消除与地面物理连接的需求。为解决两个主要挑战——传统光伏阵列与圆形入射光斑之间的几何失配问题，以及由非均匀辐照引起的电流失配问题，本研究提出了一种新型光伏模块：一种适用于WPT应用的近圆形非均匀配置阵列。本文建立了综合仿真模型，用于评估并比较三种均匀配置阵列与两种几何结构不同的非均匀阵列的性能。这些阵列在两种不同的辐照分布和两种电气连接方案下进行了评估。所提出的非均匀阵列分别实现了83%和90.5%...

解读: 该非均匀光伏阵列技术对阳光电源无线充电及储能系统具有重要价值。针对圆形光斑的近圆形阵列设计可应用于充电桩的无线传输模块,提升光电转换效率14.97%。其非均匀辐照下的电流失配优化思路,可借鉴至SG系列逆变器的MPPT算法改进,特别是Connect 2方案下更平滑的I-V特性能简化最大功率点跟踪。子电...

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...

Yang Yua · Kui Shan · Hong Tanga · Shengwei Wanga · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.339

摘要 由于数据中⼼消耗巨⼤的能源并具备可观的储能能力，近年来对让数据中⼼参与提供电力系统能源灵活性服务的兴趣日益增加。然而，在广泛应⽤之前，有两个基本问题亟需解决但尚未得到充分研究：此类参与对数据中⼼运⾏可靠性和经济性的影响如何？以及储能资源可在多大程度上被利用？因此，本研究提出了一种系统性的方法，用于评估在数据中⼼中利用电池储能所带来的可靠性与经济性影响。首次综合考虑了基于可靠性标准与基于系统设计标准之间的差异，针对不同等级的数据中⼼在不同电网场景下提供典型电网服务的情况，全面评估了其影响，从...

解读: 该研究揭示数据中心储能系统在电网灵活性服务中的可靠性与经济价值，对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能解决方案具有重要启示。研究证实系统级设计标准下的储能系统可同时满足可靠性要求与电网服务需求，日收益可达0.58美元/kVA，验证了储能双重价值。建议阳光电源针对数据中心场景优化ST系列P...