D.Romano · I.Chakrabort · S.Holle · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 全球通信基础设施的增长为利用数据中心余热提供了重要机遇。本研究聚焦于分析和比较若干种情景——照常营业情景（BAU）、数据中心余热回收情景（WH），以及在余热回收基础上增加浅层钻孔热能储存以解决热需求与余热产生之间不匹配的情景（WH + BTES）——这些情景在代表不同代际区域供热（DH）网络的多种供热温度条件下进行评估。德国哥廷根北校区作为案例研究对象。我们采用定制的Python模型，结合pygfunction软件包和基于回归的热泵模型，用于评估地热钻孔场的热响应因子（g函数）并开展分析。...

解读: 该研究对阳光电源储能系统具有重要启示。数据中心余热回收结合浅层钻孔热储能(BTES)的场景,与我司PowerTitan储能系统和热管理技术高度契合。可将ST系列PCS的热管理优化与区域供热网络耦合,实现能源梯级利用。研究显示低温供热网络(48°C)边际余热价格达93欧元/MWh,验证了储能系统余热回...

Rong Xu · Kaiyuan Wang · Zhongguo Zhao · Wenhu Li 等12人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 相变材料在热管理领域具有广泛应用，但由于光热转换效率低和易泄漏等问题，其在新能源转换与存储领域的应用受到限制。本研究通过溶液共混、定向冷冻、化学气相沉积处理和真空浸渍方法制备了一种垂直取向的聚乙烯醇/MXene/正二十八烷复合相变材料。MXene的引入拓宽了材料的光吸收光谱，增加了复合相变材料的表面粗糙度，有助于形成额外的热传导通路并提高负载能力。通过化学气相沉积法对材料进行甲基三乙氧基硅烷改性后，显著增强了聚乙烯醇/MXene气凝胶与正二十八烷之间的相互作用，进一步提升了材料的负载能力、...

解读: 该复合相变材料技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其97.1%的光热转换效率和236 J/g高焓值可优化PowerTitan储能柜的热管理系统,解决电池模组散热难题。垂直取向结构与MXene增强的0.42 W/(m·K)热导率,可应用于ST系列PCS功率器件散热设计,提升SiC/IGBT模块可靠...

Christopher Gradwohl · Dan Cornelius Maxim · Shama Islam · Thomas Kienberger · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 全球能源格局正在经历一场向更清洁、更可持续以及可再生能源转型的深刻变革。然而，可再生能源固有的间歇性、储能能力有限以及电网输电约束，导致电力供需出现显著波动。为维持电网的稳定性与韧性，亟需先进的灵活性调节措施，尤其是在中低压配电网中。热泵结合热能储存系统时，能够提供一种可控且适应性强的负荷形式，可根据电网运行状况进行调节，因而展现出良好的应用前景。本研究探讨了在分布式能源系统中，通过灵活调控热泵运行以满足供热需求的理论潜力，旨在提升可再生能源的消纳水平并降低局部电网负荷。与以往侧重于系统设...

解读: 该研究的热泵-储能协同优化策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。通过多目标优化框架实现自发自用率提升与成本降低的平衡,可直接应用于iSolarCloud平台的智能调度算法。研究验证的日前电价需求响应策略,可增强阳光电源储能系统在中低压配电网的削峰填谷能力,为热泵...

Zishan Yin · Xiyun Tang · Xi Li · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 绿氢是实现全球脱碳的关键。本研究基于多储能（氢储能与电池储能）和多可再生能源的模型，对中国区域内的绿氢与灰氢混合生产进行优化，旨在最小化氢气的平准化成本与碳排放因子，并结合碳减排政策进行分析。结果表明，绿色证书交易政策能够带来更低的成本，而碳排放权总量控制与交易机制可使中国各地区实现灰氢替代的时间提前20年，至2060年完成。可再生能源资源丰富的地区可实现每千克氢气成本降低5美元，并使替代进程加快6年。氢储能是最具成本效益的解决方案；在可再生能源资源较少的地区，混合储能更具优势；而仅采用电...

解读: 该研究对阳光电源氢储能系统集成具有重要参考价值。研究表明氢储能成本最优,混合储能适用于低可再生能源地区,这与阳光电源PowerTitan储能系统及ST系列PCS的应用场景高度契合。可探索'光伏逆变器+电池储能+氢储能'多能互补方案,通过iSolarCloud平台实现多储能协调优化控制,降低绿氢制取的...

Yongxing Zhang · Zhicong Huang · Jing Bian · Junwei Liu 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 多自由度波浪能转换器（MDWEC）因其高效捕获波浪能的潜力而受到广泛关注。然而，现有的MDWEC设计很少考虑浮体与动力输出装置（PTO）之间的耦合运动，导致能量捕获效率下降。为弥补这一研究空白，本文探讨了应用于MDWEC能量捕获场景中的主动驱动机械结构的解耦机制。该解耦机制使PTO的工作轴能够与浮体的运动自由度（DOF）一一对应，从而克服由耦合运动引起的MDWEC能量捕获效率受限的问题。为验证该理念，本文根据实际海况提出了一种新型多自由度解耦波浪能转换器（MDD-WEC）。建立了多物理场数...

解读: 该多自由度解耦机制对阳光电源电驱动系统具有重要借鉴价值。论文提出的PTO与运动自由度一对一对齐的解耦思想,可应用于电动汽车多电机驱动系统优化,通过独立控制各电机PTO参数,提升能量转换效率。其多物理域建模方法与阳光电源SiC驱动器的三电平拓扑控制策略相契合,可优化电机驱动的扭矩解耦控制。实验验证的参...

Yang Huang · Guillermo Idarrag · Farhad Abad · Xiao Qing 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 柔性波浪能转换器（FlexWECs）因其在极端海洋条件下提升效率、可靠性和生存能力的潜力而日益受到关注。本研究探讨了两种提升FlexWEC性能的策略：定制材料特性与优化结构构型。开发了一种具有特定图案的结构片材，以在较低外部载荷下提高装置的功率输出；同时研究了膜材预拉伸对系统固有频率的调节作用及其对动态响应的改善效果。通过单轴拉伸试验表征了该材料的力学行为，并采用超弹性YEOH模型描述其非线性响应。开展了高保真流固耦合数值模拟，对比分析采用新型结构片材与传统天然橡胶的柔性振荡水柱式波浪能转...

解读: 该柔性结构材料与预拉伸优化技术对阳光电源海上风电储能系统及海洋能源开发具有重要借鉴价值。研究中的超弹性材料建模、流固耦合仿真方法可应用于PowerTitan储能系统的机械应力分析,优化电池模组在海洋环境下的抗疲劳设计。预拉伸调频策略启发ST系列PCS的谐振频率优化,通过预调控制参数提升动态响应性能。...

ELSaeed Saad ELSihyac1 · Mostafa M.Abd El-Samiebc1 · Mohamed I.Hassan Ali · Zuyuan Wanga · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 在聚光光伏/热（CPV/T）系统中，由于存在显著的热损失以及光伏电池与热吸收体之间热解耦不足，有效利用太阳光谱仍具挑战性。本研究报道了一种新颖的旁路式CPV/T设计，采用水既作为光谱液体滤波器（SLF），又作为主动冷却剂，并结合相变材料（PCM）实现被动冷却。通过详细的三维计算流体动力学模拟，探讨了混合CPV/T-PCM/SBS（光谱光束分离）系统的整体性能，并确定了最大化能量产出和经济可行性的关键参数。虽然增加SLF厚度有助于提高热回收效率，但由于光伏波段内的光传输减少，导致发电量下降；...

解读: 该CPV/T光谱分离与相变储热技术对阳光电源ST系列储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要启示。研究中的多物理场耦合优化方法(光学-热学-流体协同)可应用于PowerTitan储能热管理设计,通过相变材料被动冷却提升电池安全性。光谱分离思想可启发光伏逆变器MPPT算法优化,针对不同光谱条件动态调整工...

Haichao Wang · Jianbo Han · Tianyu Wang · Zhiwen Luo 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 将风电整合到能源系统中是当前全球面临的一项重大挑战，尤其在许多风能资源丰富但热电联产机组调峰能力有限的地区更为突出。本研究探讨了热电解耦策略，以提高风电利用率并改善系统效率。研究分析了四种集成式热电联合调峰方案，包括电锅炉、电热泵、吸收式热泵和机械式热泵，每种方案均与储热系统相结合。基于中国吉林省某热电厂的实际数据，建立并验证了数学模型，证明了该模型具有良好的可扩展性和适用性。结果表明，机械式热泵和电热泵方案实现了最高的净收益，其㶲效率均超过65%。电锅炉方案实现了最高的风电利用率，使弃风...

解读: 该热电解耦调峰技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究中的电锅炉、热泵与储热方案可与ST系列PCS及PowerTitan储能系统深度结合,通过多能互补提升风电消纳率至99.9%。其热电协同优化思路可启发iSolarCloud平台开发多物理场耦合算法,实现源网荷储协调控制。机械热泵方案的高火用效率...

Taoufik Brahim · Abdelmajid Jemni · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 本研究针对在真实突尼斯气象条件下运行的聚光型光伏光热线性菲涅尔反射器（CPVT-LFR）系统，采用空气和水作为冷却工质进行了数值模拟研究。建立了一种准瞬态数学模型，用于预测反射系统各材料层中的温度分布，并评估其热性能与电性能。通过参数化分析优化了太阳能的综合利用效率。结果表明，气冷系统的平均综合效率为78.67%，比水冷系统的综合效率（32.46%）高出58.73%。尽管气冷系统在热性能方面表现更优，其年热能产量达到水冷系统的11.9倍，但水冷系统产生的电功率是气冷系统的1.37倍。此外，...

解读: 该CPVT-LFR聚光光伏热联产技术对阳光电源SG系列光伏逆变器产品具有重要参考价值。研究揭示了冷却系统对光伏电气性能的显著影响,水冷方案电力输出提升1.37倍,这为我司1500V高功率逆变器的热管理优化提供了设计依据。不同工况下存在电效率与热效率的最优流量平衡点,可启发我司MPPT算法在高温环境下...

Woo Gyun Shin · Jinseok Le · Young Chul Ju · Hey Mi Hwang 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 全球各国正在积极推动能源转型，以减缓气候变化并促进长期可持续发展。这一转型过程涉及向无碳电力来源的转变，其中太阳能发挥着关键作用。随着光伏（PV）系统安装量的增加，这些系统对电网供电的贡献比例也不断上升。然而，由于天气条件会影响光伏发电量，准确推断其输出功率对于确保电网稳定性以及评估发电效率至关重要。本文提出了一种面向机器学习回归模型的数据预处理方法，该方法利用数学模型，基于辐照度和组件温度数据来推断光伏系统的发电量。所提方法的独特之处在于其归一化过程：将实测的电压和电流值除以通过数学模型...

解读: 该研究提出的基于改进数学模型的数据预处理和机器学习方法,对阳光电源iSolarCloud智慧运维平台具有重要应用价值。通过归一化处理实测电压电流与模型计算值的比值,可显著提升光伏发电功率预测精度(R²达0.9969),这与SG系列逆变器的MPPT优化技术高度契合。该方法可集成至预测性维护系统,结合S...

S.Saravanan · R. Senthil Kumar · P.Balakumar · N. Prabaharan · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 光伏（PV）系统已成为向电网提供能量采集支持的主要来源，作为传统能源的可持续替代方案。然而，部分遮阴对光伏系统的影响会降低基于光伏的发电效率。光伏阵列重构方法是减轻部分遮阴效应影响的最佳实践之一。本文提出了一种新的光伏阵列重构方法，采用二进制灰雁优化（Binary Greylag Goose Optimization, BGGO）算法。为验证所提BGGO方法的有效性，研究采用一个9x9面板的光伏阵列，并考虑六种阴影分布模式——右下角、右上角、左下角、左上角、中心以及对角线遮阴。在总交叉连接...

解读: 该二进制灰雁优化算法结合机器学习的阴影应对方案,对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT优化技术具有重要参考价值。研究验证在复杂遮挡场景下通过阵列重构可提升10-14%发电效率,可与我司iSolarCloud平台的预测性维护功能深度融合,实现智能故障诊断与动态拓扑优化。该方法论可应用于ST储能系统的能...

Yinong Hu · Yong Cheng · Saishuai Dai · Zhiming Yuan 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 多数波浪能转换装置（WEC）由于其设计理念主要集中于将WEC的固有频率与海况谱中的单一峰值频率相匹配，因而捕获带宽相对较窄。本文提出一种创新性的“潘笛”式WEC结构，并将其集成于防波堤中。该设计包含多个振荡水柱（OWC）单元，每个单元具有不同的固有频率。通过策略性地调节这些频率，使其覆盖更宽范围的海况谱，而不仅仅匹配峰值频率，从而实现更宽的捕获带宽。本研究采用经过实验验证的计算流体动力学（CFD）方法，评估所提出设计在不规则波浪中的水动力性能。这一新概念通过面对波浪的前部腔室、中部腔室和后...

解读: 该宽频波浪能转换技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。其多腔室分频段谐振设计理念可应用于ST系列PCS的多模块协同控制:通过不同储能单元针对性响应电网不同频段扰动,实现宽频段功率调节。类似'排箫式'多振荡水柱的解耦设计,可优化PowerTitan储能系统中多PCS并联拓扑,各单元独立PTO(功率输...

Engin Deniz Gulay · C.Ozgur Colpan · Mehmet Akif Ezan · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

随着可再生能源装机容量的扩大以及氢能作为清洁能源载体的广泛应用，向低碳能源体系的转型正在加速。利用可再生能源驱动电解水制取绿氢是一种可持续的替代方案，但相较于化石燃料制氢方法仍面临成本挑战。本研究对土耳其伊兹密尔地区基于风能的绿氢生产进行了经济技术分析。首先，在一个10 MW风电集成的质子交换膜水电解（PEMWE）系统中，评估了两种电力分配策略（串联分配和平均分配），以确定最有效的方案。随后，采用选定的策略，比较了三种电解槽技术（碱性电解、质子交换膜电解和阴离子交换膜电解）对单位氢气平准化成本（...

解读: 该研究对阳光电源风光制氢系统集成具有重要参考价值。文中风电-电解槽功率分配策略可优化ST系列储能变流器在制氢场景的能量管理算法,模块化电解槽系统的BoP能耗分析为PCS拓扑设计提供依据。研究验证的7.5MW最优配置比(相对10MW风电)与阳光电源1500V光伏系统超配逻辑一致,可应用于PowerTi...

Mengyao Han · Pengfa Li · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 在雄心勃勃的双碳目标驱动下，中国的可再生能源正在快速发展，然而由于关键矿产资源的稀缺性，这一转型可能面临潜在瓶颈。现有评估在很大程度上忽视了能源存储系统的整合，可能导致可持续转型战略不完整。为弥补这一空白，本研究指出，中国雄心勃勃的可再生能源目标还将显著增加对储能所需矿产的需求。在此背景下，本研究采用动态物质流分析方法，结合五种共享社会经济路径和十一种技术情景，对中国2020年至2060年储能一体化可再生能源转型过程中23种关键矿产的需求量与稀缺性进行预测。结果表明，到2060年，这些关键...

解读: 该研究揭示中国储能集成可再生能源转型中关键矿产需求将激增26.8倍,对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有战略指导意义。研究指出的锗、铟等稀缺材料制约,促使我们在SiC/GaN功率器件选型、三电平拓扑设计中优化材料使用效率,并通过iSolarCloud平台延长设备全生命周期,降低...

Fang Gao · Zuchang Lin · Linfei Yin · Qing Gao · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 随着可再生能源的发展，灵活的光伏（PV）功率跟踪控制策略正日益成为研究热点。现有的恒定功率发电（CPG）方法在环境条件变化和参考功率波动时，往往难以同时满足快速收敛、稳定跟踪以及算法简洁性的要求。为解决这一问题，本文提出一种基于线性跳跃方法（LJM-B）的柔性功率点跟踪（FPPT）算法。该策略通过计算或估计单个P-V曲线峰值左侧最大功率点（MPP）处P-V特性曲线的线性斜率，确定与参考功率相对应的参考电压。当参考功率小于可用光伏功率时，系统可根据计算得到的参考电压直接跳转至目标功率工作点。...

解读: 该线性跳变柔性功率跟踪技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及ST储能变流器具有重要应用价值。通过P-V曲线左侧线性斜率计算实现参考电压快速定位,可显著提升我司MPPT算法在功率限发场景下的动态响应速度。该方法特别适用于电网调度需求下的主动功率控制、储能系统充电功率精准跟踪,以及PowerTitan等大型...

Yunfeng Qiua · Meixiang Zhang · Yahui Wanga · Xiao Guob 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 界面蒸发作为一种新兴的海水淡化技术，将其与光伏发电技术相结合，并利用光伏废热驱动界面蒸发，是解决离网岛屿地区水电短缺问题的有效措施。为了降低前期实验成本，有必要对不同耦合形式的太阳能利用系统进行准确计算。本文基于光电转换模型、传热模型、热电转换模型以及界面蒸发模型，建立了光电-热-界面蒸发耦合模型，用于计算太阳辐照度、环境温度和环境风速等气象参数对光伏-界面蒸发耦合系统及光伏-热电-界面蒸发耦合系统输出性能的影响，并通过实验研究验证了模型的可靠性。结果表明，该模型对光伏组件输出功率的平均模...

解读: 该光伏-热电-界面蒸发耦合系统为阳光电源海岛微网解决方案提供创新思路。研究中的光伏废热利用技术可应用于SG系列逆变器热管理优化,通过热电转换提升系统综合效率。模型中光伏表面发射率与输出电压对发电效率的影响规律,可指导ST储能系统在高温海洋环境下的热设计改进。该多物理场耦合建模方法对iSolarClo...

Kumar Shresth · Akash Deo · Aklesh Teli · Trilochan Bhatt 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 从不稳定的微风中产生显著能量对风力驱动的能量采集器而言是一个重大挑战。为应对这一问题，本文提出并开发了一种受指尖陀螺启发的微风风能采集器，旨在最大化从微风中捕获能量。该装置借鉴指尖陀螺的力学原理，转子在单次激励下可持续旋转约25秒，从而实现从不稳定微风中连续采集能量。类似地，该装置采用定制设计的螺母和螺栓来承载磁体负载，使轴仅专注于驱动转子旋转，而无需承受磁体的重量。这一优化促进了从微风中高效采集能量，并提升了发电性能。通过进一步堆叠六个磁体以增强输出功率，在3 m/s的风速下实现了75....

解读: 该微风能量采集技术对阳光电源分布式储能系统具有启发意义。其高转动惯量设计和磁悬浮轴承优化思路,可应用于ST系列储能PCS的飞轮储能模块,提升微电网场景下的能量缓冲能力。自供电风速传感技术可集成至iSolarCloud平台,为光伏电站提供免维护的微气象监测方案。激光诱导石墨烯电极制备工艺,对Power...

Yumei Zhang · Guoyuan Ma · Lei Wang · Tiantian Cui 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 在《基加利修正案》和碳中和背景下，基于二氧化碳的水源热泵系统具有显著的发展潜力。为了提升基于二氧化碳的水源热泵系统的制冷性能，本文提出了一种新型的集成水合物储能的二氧化碳系统。该系统利用相变潜热储能技术，旨在实现削峰填谷，并提高基于二氧化碳的水源热泵系统全年运行的能源效率。本研究搭建了一个小容量、集成水合物储能的二氧化碳水源热泵系统实验平台，并开展了制冷与冷量储存性能的实验测试。结果表明，改进后系统的制冷性能比传统系统约提高19.4%。此外，在冷量储存过程中，由于二氧化碳参与水合物生成反应...

解读: 该CO₂热泵水合物储能技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要借鉴价值。研究中的相变储能削峰填谷策略与PowerTitan液冷储能系统的热管理优化方向一致,COP提升19.4%的性能改善为PCS热管理设计提供参考。跨临界/亚临界循环切换的预测控制模型可启发ESS多模式运行策略开发,特别是在极端温度环境...

Hyung Won Choia1 · Ja Ryong Kooa1 · Yong Tae Kang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 本研究提出了一种新型混合系统，将热泵（HP）与吸附热电池（STB）相结合，旨在实现热能储存的电气化。该集成方式能够同时提升热能的数量与品质，有效缓解能源供需之间的不匹配问题。为评估并优化该系统在实际应用中的性能，本文分析了三个关键性能指标：系统性能系数（COP）、储能效率和储能密度（ESD）。鉴于这些指标的最优运行点存在相互冲突，本文引入了一个加权性能指标（WPI），对各基础指标赋予相应权重。该方法有助于制定综合优化策略，并针对不同实际应用场景确定最优运行条件。结果表明，在进水温度为35 ...

解读: 该热泵-吸附式储热电池混合系统对阳光电源ST系列储能产品具有重要启示。研究中的加权性能指标优化方法(WPI)可借鉴至PowerTitan储能系统的多目标协同控制策略,平衡功率密度、能量密度与系统效率。其热量品质提升技术与阳光电源PCS的能量管理算法存在协同潜力,可应用于工商业储能场景的冷热电三联供系...

Mohamed E. Zay · Shafiqur Rehman · Ibrahim A.Elgendy · Ali Al-Shaikhi 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 本研究对浮体式太阳能光伏（SFPV）系统与地面安装式太阳能光伏（GSPV）系统进行了全面的对比性实验研究、性能评估分析以及增强型人工智能（AI）建模。两种系统——SFPV与GSPV——均在沙特阿拉伯阿尔-霍巴尔巴林湾地区相同的严苛环境条件下安装、测试并进行比较，详细评估了电功率输出、光伏组件表面温度、光伏直流电压与电流，以及能量产出和效率。此外，本研究还构建了一种混合人工智能框架，该框架融合了轻量梯度提升机（LightGBM）、门控循环单元（GRU）和长短期记忆网络（LSTM）模型，并通过...

解读: 该研究对阳光电源浮式光伏系统集成具有重要价值。SFPV相比地面电站发电量提升59.25%、组件温度降低32.36%,验证了浮式方案的技术优势。LSTM-BBOA混合AI模型(R²达0.9999)可应用于iSolarCloud平台的预测性维护,优化SG系列逆变器的MPPT算法。浮式场景的温度控制特性有...