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用于氢气生产的混合光伏-光伏/热驱动质子交换膜水电解系统：热管理的实验研究及其作用
Hybrid PV-PV/T driven proton exchange membrane water electrolysis systems for hydrogen production: Experimental investigation and the role of thermal management
Fei Lai · Mingyuan Wanga · Jinzhi Zhoua · Jian Songb 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344
摘要 太阳能驱动的水电解制氢是一种绿色且高效的能源技术。关键部件，即光伏（PV）组件和电解槽的效率，与其工作温度密切相关，这表明通过有效的热管理有望提升系统整体性能。本研究构建了一种混合光伏（PV）与光伏/光热（PV/T）驱动的质子交换膜水电解（PEMWE）系统，并集成了相变材料（PCM）用于热管理。采用PV/T模块可在不牺牲发电量的前提下，同时产生电能和热能，为PEMWE系统的热管理提供额外热源。通过实验研究评估了系统在不同太阳辐射条件下的连续运行性能，重点分析了热管理对一系列性能指标的影响，...
解读: 该光伏制氢系统研究对阳光电源SG系列光伏逆变器与储能系统集成具有重要价值。文章验证的PV/T热管理技术可优化我司1500V光伏系统在制氢场景的能量利用效率,7.6%氢转化效率为系统设计提供基准。相变材料热管理思路可借鉴至PowerTitan储能系统温控优化,提升电解槽能效75.5%的案例印证了精准功...
太阳能电池中的热液耦合用于完全被动按需水与电联产
Thermohydraulic coupling in solar cells for fully passive on-demand water and electricity generation
Xiaomei Yuan · Yuan Chang · Jiahui Ma · Jingrui Lan 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344
摘要 光伏（PV）电池的实际应用仍受限于因工作温度升高导致的效率衰减。传统的光伏冷却系统在有效回收废热和实现水再生方面同时取得进展面临巨大挑战。本研究提出了一种将太阳能电池与蒸发冷却方法进行热液耦合集成的设计，实现了完全被动、按需的水与电联产。在该系统中，水通过毛细作用被输送至太阳能电池背面，吸收废热后蒸发以实现冷却效果。所产生的蒸汽在超疏水冷凝器表面冷凝成液滴，并滑落至收集瓶中。通过调节供水高度，该系统可在两种目标输出模式之间切换，即电力优先模式和产水优先模式。在1.0太阳光照强度下，电力优先...
解读: 该热液耦合光伏冷却技术对阳光电源SG系列逆变器及分布式光伏系统具有重要启示。通过被动式蒸发冷却降低组件温度25.3°C、提升转换效率12%的方案,可与我司MPPT优化算法协同,在高温地区显著提升系统发电量。该多物理场耦合思路可应用于漂浮式光伏电站的热管理设计,结合iSolarCloud平台实现温度-...
风-光-盐穴储能系统运行的综合分析
Comprehensive analysis of wind-solar-salt cavern energy storage system operations: A case study on Tai’an salt cavern
Yanhao Ning · Fei Wua · Renbo Gaoa · Jie Chena 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344
多能集成系统通过优化能源配置与调度，实现多元化、协同化的能源利用，是推动能源转型、绿色发展和应对气候变化的重要途径。本研究强调了储能技术在可再生能源并网中的关键作用，并以山东省盐穴为例开展案例研究。构建了一个融合风电、光伏、氢能及盐穴储能的综合能源规划模型，采用神经网络预测风能与太阳能发电量，建立优化的指标体系与目标函数，并结合粒子群优化算法与CPLEX求解器进行求解，实现了多层级优化与多时间尺度的能源调度分析。结果表明，系统可实现月均减排20至30千吨二氧化碳，并带来超过100万美元的经济效益...
解读: 该风光-盐穴储能系统研究对阳光电源多能互补解决方案具有重要参考价值。泰安盐穴案例验证了长时储能在新能源消纳中的关键作用,与我司PowerTitan储能系统形成互补:盐穴适合季节性大容量储氢,PowerTitan擅长日内调峰调频。研究采用的神经网络预测和粒子群优化算法可融入iSolarCloud平台,...
基于CONMI特征选择和支持向量机的光伏系统并发故障精确诊断
Accurate diagnosis of concurrent faults in photovoltaic systems using CONMI-based feature selection and Support vector machines
Mohammad Shahmeer Hassa · Vun Jack Chin · Lenin Gopal · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344
摘要 光伏（PV）系统在户外环境中容易发生故障。多个故障可能同时存在于光伏系统中，这种现象被称为并发故障。准确识别并发故障至关重要，因为它们会带来安全风险并导致经济损失。通常情况下，这些故障表现出高度相似的电气特征，无法通过传统方法加以区分。尽管光伏系统单故障诊断已得到广泛研究，但针对并发故障的研究仍较为缺乏。本研究考虑并分析了多种并发故障数据集，并采用基于过滤式特征选择算法CONMI所选取的关键特征进行处理。为便于分析，本研究聚焦于双故障组合情形。研究结果表明，支持向量机（SVM）因其在区分高...
解读: 该并发故障诊断技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。研究采用CONMI特征选择与SVM算法,可将计算效率提升18倍,诊断准确率达94.52%,特别适合集成到iSolarCloud预测性维护系统中。针对线间故障与局部阴影等难区分并发故障的识别方法,可优化...
离网型混合可再生能源系统的多准则决策与不确定性分析——以海岛社区为例
Multi-criteria decision-making and uncertainty analyses of off-grid hybrid renewable energy systems for an island community
Dibyendu Roya · Hadi Taghavifar · Kumar Vijayalakshmi Shivaprasad · Yaodong Wanga 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343
摘要 本研究探讨了为偏远海岛社区设计的先进混合可再生能源系统配置。这些配置集成了多种技术，包括风力涡轮机、光伏板、燃料电池、柴油发电机、蓄电池、逆变器、电解槽和氢气储存罐，从而实现能源生产、存储与管理的协同化方法。系统产生的多余电能被用于电池充电和绿色氢气生产，增强了系统的灵活性与韧性。对各类系统配置进行了详细的经济技术与环境评估。此外，采用基于理想解相似度排序法（Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution）...
解读: 该混合可再生能源系统研究对阳光电源离网型储能解决方案具有重要参考价值。研究中的多能源协同配置(光伏+风电+储能+氢能)与我司PowerTitan储能系统、ST系列PCS及光伏逆变器产品线高度契合。TOPSIS多准则决策方法可应用于iSolarCloud平台的智能能量管理优化,特别是在海岛等离网场景中...
一种基于不同尺寸子电池的无线功率传输模块新型非均匀阵列方法
A novel non-uniform array approach for wireless power transmission modules based on sub-cells of different sizes
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...
一种新颖的线性搜索-线性规划方法用于非凸多目标独立微电网容量优化
A novel linear search-linear programming method for non-convex multi-objective sizing of standalone microgrids
Zishan Yina · Jiashu Jina · Linghong Zenga · Xiyun Tanga 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.337
摘要 光伏（PV）利用率的提高以及随之而来的储能系统规模扩大导致成本上升，是微电网技术经济性发展中的关键因素。为应对这一权衡问题，多能微电网的最优容量配置设计至关重要。本文提出了一种新颖的线性搜索-线性规划方法，用于优化包含多种储能系统的微电网容量配置，其中包括电池储能系统（BESS）和氢储能系统（HESS）。该方法旨在同时最小化非线性且非凸的生命期成本和光伏弃电率。仿真结果表明，所提出的方法在计算效率方面具有可行性与优越性：对于PV/HESS微电网提速52倍，PV/BESS微电网提速124倍，...
解读: 该线性规划优化方法对阳光电源微网系统配置具有重要价值。研究验证了PV/BESS/HESS混合储能架构的优越性,可直接应用于PowerTitan储能系统与SG系列逆变器的容量优化配置。其非凸优化算法可集成至iSolarCloud平台,实现离网微网的全生命周期成本最优化和光伏弃电率最小化。特别是氢储能与...
定制氧化钴纳米结构以实现高光吸收和热化学储能性能
Tailoring cobalt oxide nanostructures for high light absorption and thermochemical energy storage performance
Tiantian Yan · Bachirou Guene Lougou · Boxi Geng · Boshu Jiang 等11人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336
摘要 热化学储能因其在聚光太阳能系统中具有高能量密度和高效率，成为可持续储能领域极具前景的解决方案。氧化钴由于具备较高的储能容量和优异的循环稳定性，在热化学储能应用中尤为引人关注。然而，其性能受限于氧化还原过程中的热滞后现象以及还原与氧化反应之间显著的温度差。为应对这些挑战，本研究探讨了铜、锰和铁掺杂对氧化钴光吸收性能及储能特性的调控作用。采用溶胶-凝胶法制备了掺杂样品，并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、热重分析与差示扫描量热法以及紫外-可见光谱等手段对其进行了全面表征。系统...
解读: 该热化学储能技术为阳光电源PowerTitan及ST系列储能系统提供了新型材料方向。铜掺杂钴氧化物的高能量密度(78%光吸收提升)和优异循环稳定性(20次循环),可启发我司开发高温储能模块,与现有电化学储能形成互补。其降低氧化还原热滞后的特性,对提升储能系统热管理效率具有参考价值,可应用于光热-光伏...
部分遮阴下最优功率采集：基于二进制灰雁优化的光伏阵列重构与基于机器学习的故障诊断
Optimal power harvesting under partial shading: Binary Greylag Goose optimization for reconfiguration and Machine learning-Based fault diagnosis in solar PV arrays
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...
一种新型光伏-热电-界面蒸发多物理场耦合系统的建模与性能评估
Modeling and performance evaluation of a new multi-physical coupled system of photovoltaic-thermoelectric-interfacial evaporation
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...
里约热内卢某住宅建筑中耦合压缩空气储能的混合CCHP-光伏系统季节性评估：能量、㶲、㶲经济与环境分析
Seasonal assessment of a hybrid CCHP-photovoltaic system coupled with CAES for a residential building in Rio de Janeiro: Energetic, exergetic, exergoeconomic and environmental analysis
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...
基于新型混合元启发式算法的风能/光伏/电池混合系统的多目标优化
Multi-objective optimization of a Wind/Photovoltaic/Battery hybrid system using a novel hybrid _meta_-heuristic algorithm
Pascalin Tiam Kapen · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327
混合可再生能源系统为传统能源提供了可持续且环境友好的替代方案。然而，高昂的能源成本以及可再生资源的间歇性等问题阻碍了这些系统的广泛应用。本研究的主要创新在于开发了一种结合灰狼优化器和鲸鱼优化器的混合元启发式算法。该新型算法被用于优化一个风能/光伏/电池混合系统的容量配置，该系统旨在满足喀麦隆班焦市福措·维克多理工大学学院行政办公室的能源需求，当地频繁的停电严重干扰了学术活动。为了实现系统性能的最优化，本文构建了一个数学框架，以最小化三个关键目标函数：平准化能源成本、净现值成本以及电力供应缺失概率...
解读: 该混合元启发式算法对阳光电源风光储系统优化具有重要价值。研究针对风电/光伏/储能混合系统的容量配置优化,可直接应用于ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的系统集成方案设计。算法在平准化度电成本、净现值成本和缺电概率三目标优化方面表现优异,为iSolarCloud平台的智能容量规划模块提供算法创新思...
近零碳能源系统的优化与评估：光伏、热泵及电热联合储能方案的集成
Optimization and evaluation of a near-zero carbon energy system: Integration of photovoltaics, heat pumps, and combined thermal and electrical storage solutions
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...
用于住宅应用中热电综合管理的卡诺电池：技术经济性分析
Carnot batteries for integrated heat and power management in residential applications: A techno-economic analysis
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...
光伏/光热一体化辅助除湿蒸发冷却系统的多变量超平面优化
Multivariate hyperplane optimization of integrated photovoltaic/thermal – Assisted desiccant evaporative cooling system
Yanling Zhang · Yi Chen · Hongxing Yang · Hao Zhang 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要 建筑物对可持续空调系统日益增长的需求推动了绿色高效替代空气处理系统的发展，例如光伏/光热再生式除湿冷却系统（PV/T-DCS）。本研究探讨了一种针对高密度、高温高湿城市环境定制的PV/T-DCS多变量优化策略。通过将光伏/光热（PV/T）系统与基于液体除湿剂的蒸发冷却系统相结合，所提出的系统构型与优化方案旨在最大化制冷能力、最小化能耗并减少排放。本研究采用一种新颖的运行策略，在当地气候条件下测试，执行多变量超平面优化，以平衡技术、环境、能源和经济目标。结果表明，与传统系统相比，PV/T-D...
解读: 该PV/T-DCS系统的多变量优化策略对阳光电源光储一体化方案具有重要参考价值。研究中光伏光热协同及能效优化思路可应用于SG系列逆变器的MPPT算法改进,58.1%的节能率验证了储能系统配合的必要性,ST系列PCS可通过GFM控制实现冷热电联供场景的能量优化调度。论文涉及的SiC器件高效转换特性与公...
一种用于光伏/热系统的新型三维光-电-热耦合数值模型
A novel 3D opto-electro-thermal coupling numerical model for photovoltaic/thermal systems
Hao Wang · Weiding Wang · Yukai Liu · Yongquan Lai 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.324
摘要 光伏/热（PV/T）系统通过回收废热并降低光伏电池的工作温度，为提升能量转换性能提供了有前景的解决方案。数值模拟可进一步优化这些PV/T系统的性能。然而，目前报道的PV/T模型多采用简化假设，未能充分考虑太阳能电池局部区域的电-热耦合效应，因而难以准确反映其内在的物理机制。为解决这一问题，本文建立了一种基于漂移-扩散方程的钙钛矿PV/T系统新型光-电-热耦合数值模型。该模型能够在网格单元尺度上研究光学、电学与热学能量之间的能量转换机制。基于所建立的模型，通过一种改进的加权总效率评价指标，分...
解读: 该光-电-热三维耦合模型对阳光电源SG系列光伏逆变器及光伏热电联产系统具有重要价值。研究揭示的温度-效率关联机制可优化MPPT算法,通过实时温度补偿提升发电效率;环境温度每升高40°C导致8.45%效率损失的发现,为逆变器散热设计及降额曲线优化提供理论依据。模型中光照强度与最优流量的匹配策略,可应用...