Kun Yang · Yufei Chaib · Na Dub · Jiaxuan Lib 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 随着全球能源短缺和环境污染问题日益加剧，迫切需要高效、清洁的能源系统来应对这些挑战。本研究旨在通过集成多种先进技术，开发一种高性能的冷热电三联供系统，以提高能源利用效率并减少环境影响。该系统集成了光谱分束太阳能光伏/热能混合系统、甲烷干重整制氢技术以及固体氧化物燃料电池-燃气轮机混合发电系统，从而实现优异的热力学性能。研究建立了系统各组件的热力学模型，采用Aspen Plus进行仿真，获取所有物质流和能量流的热力学参数，并结合常规㶲分析与先进㶲分析方法对系统进行全面评估。结果表明，该系统的...

解读: 该光伏光热耦合制氢-燃料电池冷热电联供系统对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要参考价值。研究揭示的光伏组件54.17%火用损失和双效吸收式制冷系统65.71%火用损失,为我司PowerTitan储能系统的热管理优化及多物理场耦合控制提供理论依据。先进火用分析方法可应用于iSolarC...

Ziqing Zhang · Keyan Maab · Yuzhu Chen · Kaifeng Yangb 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 全球能源需求随着工业扩张和生活水平提高持续攀升，亟需高效整合可再生能源。本研究提出一种太阳能-风能-燃气混合冷电联供系统，结合多设备协调机制与电能/冷能双重储能，以应对可再生能源的波动性及负荷需求的时变性。通过实施需求响应策略，该系统优化各设备的运行调度，在实现供需平衡的同时最小化运行成本。进一步采用㶲-环境成本方法，对不同能量品位的产品进行差异化定价，量化其特定产品成本。结果表明，集成风力发电机与光伏/热综合利用装置显著降低了系统成本，电力和制冷的单位价格分别为0.134美元/kWh和3...

解读: 该多能互补系统研究对阳光电源ST储能系统与SG光伏逆变器协同优化具有重要参考价值。论文提出的电/冷双储能架构可指导PowerTitan储能系统在工商业场景的需求响应策略开发,通过多设备协调调度降低运行成本8.97%的成果验证了iSolarCloud平台智能调度算法的优化方向。光伏光热一体化设计启发S...

Xianan Sun · Yonglin Heab · Junqi Yang · Ziwen Zhao 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 可再生能源的并网引入了波动性和间歇性，对电力系统的稳定性构成挑战。尽管氢储能（HES）和抽水蓄能（PHS）均能有效缓解风电和光伏出力的波动，但二者在性能方面的系统性对比分析仍较为缺乏。本研究针对氢储能与抽水蓄能系统开展了能量容量最优配置的比较分析。我们构建了一种新颖的优化模型，综合考虑储能系统的约束条件，并引入小时利用率指标，结合熵权TOPSIS法进行综合评价。主要研究结果表明：两类技术各有优势，HES可提供61,200 MWh（85小时）的长时储能能力，而PHS则提供23,787 MWh...

解读: 该研究对阳光电源储能系统配置具有重要指导意义。针对氢储能与抽水蓄能的对比分析,可优化ST系列PCS在大规模新能源基地的容量配置策略。研究提出的小时利用率指标和熵权TOPSIS评估方法,可集成至iSolarCloud平台,实现储能系统经济性与技术性能的智能评估。4000MW光伏配1200MW储能的最优...

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...

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...

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...

Xiang-Wei Lin · Zhifu Zhou · Maochang Liu · Bin Chen 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336

摘要 电池储能系统在应对可再生能源间歇性方面正变得日益重要，但其广泛应用仍受到热管理问题的制约。然而，单一的热管理策略难以保障储能电池系统的整体性能。本研究针对280 Ah锂离子电池包，提出了一种结合拓扑翅片结构、相变材料与主动液冷的混合热管理策略。建立了流-热-相变耦合的数值模型，并通过实验验证了其准确性。同时，定义了一种新的综合评价参数，用于表征热管理系统整体性能。基于此，开展了对比研究，评估了三种冷却策略的效率。尽管混合设计带来了额外质量，但拓扑翅片结构不仅在相变材料中构建了高效的导热通路...

解读: 该混合热管理技术对阳光电源PowerTitan等大容量储能系统具有重要应用价值。研究中的拓扑翅片-相变材料-液冷三重耦合方案,可直接应用于ST系列PCS配套的280Ah电芯模组热管理优化。其综合评价参数降低0.2-0.273的性能提升,为iSolarCloud平台的预测性维护提供热模型支撑。代理模型...

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...

Ce Zhang · Minxia Li · Chaobin Dang · Xun Chen 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 可再生能源发电技术的广泛应用对电网稳定性提出了严峻挑战，亟需发展先进的储能技术。卡诺电池具有建设成本低、安装灵活性高等优势，然而传统卡诺电池往返效率较低，限制了其大规模应用。本研究构建了增强型卡诺电池以实现高效储能，并探讨了多种增强技术的性能表现。选取中国三个城市作为应用地点，以工业低温余热回收为应用场景，对增强型卡诺电池的可行性进行分析。结果表明，当热泵模块采用蒸汽喷射技术、有机朗肯循环模块采用双压蒸发技术时，系统整体性能最优。与传统卡诺电池相比，增强型卡诺电池的投资回收期可缩短76.8...

解读: 该增强型卡诺电池技术对阳光电源储能系统具有重要启示价值。其通过蒸汽喷射热泵与双压蒸发ORC技术实现往返效率提升,与我司PowerTitan储能系统的多层级能量管理理念高度契合。可借鉴其热能梯级利用思路,优化ST系列PCS的热管理系统,结合工业余热回收场景拓展储能应用边界。该技术使投资回收期缩短76....

Haoyuan Chen · Kunfeng Liang · Chunyan Gao · Yunpeng Zhang 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 随着纯电动汽车的快速发展，相关技术问题仍然存在，高效可靠的热管理系统是提升整车性能的核心挑战之一。本研究提出一种多模式直接冷却热管理系统，旨在满足温度控制需求的同时，优化能源效率、成本及环境影响。建立了系统的实验与仿真平台作为数据来源，并构建了包含三个指标的热力学分析框架，利用实验数据评估不同运行参数对系统性能的影响。结果表明，系统蒸发温度升高5 °C时，在两种模式下总能量损失降低约12.6%，环境影响减少4.65%，但成本均增加约12%；系统在不同运行模式下均存在一组最优运行参数。在热力...

解读: 该热管理多目标优化技术对阳光电源电动汽车充电及储能热管理系统具有重要价值。研究中的热力学三指标评估体系(能效、成本、环境影响)可应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的温控优化,通过遗传算法实现参数虚拟标定,提升18.2%火用效率同时降低30.9%环境影响。该方法可指导阳光电源OBC车载...

Jiamin Du · Xindong Wang · Jiyun Liu · Junxian Li 等11人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 液态空气储能作为一种有前景的大规模储能技术正在兴起。该技术具有高能量密度和地理适应性强的优点，是电网削峰填谷的有效解决方案。然而，独立运行系统的往返效率通常仅为50%至60%，其中压缩热未能充分回收利用是导致效率偏低的关键因素。提高压缩热的利用率并提升膨胀过程中的再热温度，是改善系统性能的有效途径。本研究提出了一种创新系统，将超高温热泵单元与有机朗肯循环相结合，以应对上述挑战。该系统利用超高温热泵对压缩热进行品位提升，从而在能量释放阶段提高再热温度，解决了传统设计中普遍存在的再热温度偏低问...

解读: 该液态空气储能技术通过超高温热泵与有机朗肯循环集成,将往返效率提升至63.14%,为阳光电源PowerTitan等大规模储能系统提供重要参考。压缩热高效利用理念可应用于ST系列PCS的热管理优化,结合iSolarCloud平台实现余热回收监控。超高温热泵技术与阳光电源三电平拓扑、SiC功率器件的高效...

Keting Chen · Mie Tohnishi · Akihiro Matsutani · Sachiko Matsushit · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.331

摘要 半导体敏化热电池（STC）是一种突破性的热电转换技术，能够将低温热能（<200 °C）直接转化为电能。其工作原理基于半导体中热激发载流子引发的氧化还原反应。该技术最引人注目的特点之一是：一旦STC放电终止，只需关闭开关并将其保留在热源中，即可恢复发电能力。然而，在此恢复期间，系统无法产生电力，这显著影响了STC系统的整体效率。为解决这一问题，本研究提出了一种采用叉指阵列（IDA）电极的双回路STC模型，通过在单个STC内部交替切换两个电路，旨在消除恢复时间并实现持续发电。本研究采用模拟与实...

解读: 该半导体敏化热电池技术为阳光电源储能系统提供创新思路。其低温热电转换(<200°C)特性可应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的余热回收,双回路连续发电设计可借鉴于储能电池管理系统优化。交叉指状电极结构与氧化还原机制对提升储能系统能量密度和循环寿命具有参考价值,特别适合iSolarCl...

Xiaoyu Wang · Shouwen Yao · Pengyu Li · Yuyang Chen 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.330

摘要 本文提出了一种针对由燃料电池系统（FCS）、电池（B）和超级电容器（SC）组成的混合储能系统（HESS）的燃料电池混合动力重型牵引车（FCHHT）的最优混合能源容量配置方法。为此，提出了一种以单位里程（10^4 km）成本（UMC）为目标函数的评价指标，用于综合评估系统的初始成本、退化成本以及氢气消耗成本。此外，提出了一种基于平均功率与荷电状态（APS）的能量管理系统（EMS），其中给出了FCS与HESS之间的功率分配策略，并通过驱动循环功率需求的平均功率、FCS最高效率点功率、FCS最大...

解读: 该燃料电池混合动力重卡优化技术对阳光电源储能及充电业务具有重要借鉴价值。论文提出的电池+超级电容混合储能系统(HESS)架构与阳光电源ST系列PCS的多源协调控制理念高度契合,其基于平均功率和SOC的能量管理策略可应用于PowerTitan储能系统的功率分配优化。单位里程成本(UMC)优化方法为储能...

Junxian Li · Zhikang Wang · Yihong Li · Guqiang Wei 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.330

摘要 液态空气储能（LAES）和抽热式储能（PTES）不受地理条件限制且环境友好，具有大规模储能的巨大潜力。LAES与PTES之间的一个关键共性在于两者均需要冷能储存单元，这些单元通常采用易燃易爆的液相烷烃介质或效率较低的固相岩石介质，从而在安全性、环境保护以及能源效率方面带来挑战。本研究提出了一种将LAES与PTES集成的新型储能系统（PT-LAES），有效消除了各自独立冷能储存单元的需求。在储能阶段，PTES中气体膨胀产生的冷能用于LAES的空气液化过程；而在释能阶段，LAES中液态空气所携...

解读: 该PT-LAES混合储能技术对阳光电源PowerTitan液冷储能系统具有重要启示。其通过冷能互补消除独立冷储单元的创新思路，可借鉴于ST系列PCS的热管理优化，将充放电过程产生的冷热能梯级利用，提升系统能量密度至167.53kWh/m³。56.57%的往返效率和7年回收期验证了技术经济性，为阳光电...

Yunxiao Chen · Jinfu Liu · Daren Yu · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.328

摘要 为缓解过度碳排放对环境造成的压力，以风能和太阳能为代表的可变可再生能源装机容量显著增加。然而，高容量可变可再生能源的强波动性可能直接导致系统对灵活性的高需求，若不采取有效措施，将危及电力系统的可靠性与经济性。预期高质量的能源应具有较低的灵活性需求。本文旨在通过风能与太阳能的组合实现这一目标：首先，分别提出关于可变可再生能源出力、灵活性需求以及综合性能的评价指标，并基于所提指标对风能和太阳能的特性进行统计分析；其次，提出一种基于遗传算法的广域风光能源配比分配方法，并以中国东部地区为研究区域，...

解读: 该风光互补优化研究对阳光电源多条产品线具有重要价值。论文提出的灵活性需求指标可指导ST系列储能系统容量配置,通过遗传算法优化风光配比可提升PowerTitan储能系统的调度策略。SG系列光伏逆变器可结合该方法实现区域级MPPT优化,降低出力波动。研究中的综合性能评估体系可融入iSolarCloud平...

Xuhong Huang · Pei Lu · Xianglong Luo · Yingzong Liang 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

当前关于太阳光谱分频光伏-热能混合系统的研究面临依赖化石能源以及太阳能到产品转换效率低的问题。为解决这些问题，本文提出了一种新型氢-电-热三联产系统，该系统将光伏发电与超临界CO2 Brayton循环相结合，实现了太阳能全光谱的高效利用。建立了所提出系统的热力学分析与优化模型。提出了该系统的三种运行模式，以满足不同产品输出需求（氢-电-热、电-热、氢-热）。对所提出系统与参考系统进行了对比分析，结果表明，所提出系统的太阳能制氢效率和太阳能到产品总效率分别提高了0.98%–11.63%和2.35%...

解读: 该光伏-热电联产制氢系统对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要启示。论文提出的全光谱利用技术可与我司1500V光伏系统和MPPT优化技术结合,提升光伏发电效率。超临界CO2布雷顿循环的余热利用思路可应用于PowerTitan储能系统的热管理优化。三种运行模式(氢-电-热)的灵活切换策略...

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...

Xingping Shi · Qing He · Ke Wang · Haoran Chen 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326

摘要 燃煤发电机组耦合液化空气储能系统（CFP-LAES）可增强机组的调峰能力，有助于电网的供需平衡。为了最大化CFP-LAES系统的能量利用效率并拓展其应用场景，本文提出了一种可同时供应电能、热能和冷能的新型CFP-LAES系统。通过引入喷射器提高了CFP-LAES系统的输出功率，并利用吸收式制冷实现制冷功能。建立了多能联供CFP-LAES系统的热力学模型，并对其开展了能量、㶲及经济性分析。同时，研究了不同空气液化技术对系统性能的影响。结果表明，从系统效率和灵活运行的角度来看，方案Ⅵ性能最优，...

解读: 该液化空气储能(LAES)与火电机组耦合技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。其多能互补思路(电-热-冷三联供)可启发我们在大型储能项目中集成吸收式制冷与余热利用,提升能量密度达238.64 kWh/m³。喷射器增效方案与我司三电平拓扑技术协同,可优化调峰性能。...

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...

Haocheng Sun · Zhiwei Geab · Zhihan Yao · Liang Wang 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要 基于钙循环（CaL, Calcium Looping）的吸附增强蒸汽甲烷重整（SE-SMR）是实现低碳氢气生产的重要方法。然而，现有的原位反应器难以长期连续稳定地生产氢气。本研究提出了一种基于CaL的新型准原位SE-SMR反应器，并建立了包含多反应耦合的多物理场模型。研究阐明了该反应器中传热传质及反应强化的作用机制，识别了影响制氢过程的关键参数。在穿透前期阶段，储存的热量驱动重整反应进行，使氢气平均纯度维持在95.62%，同时实现较高的碳捕集率；氢气产率达到3.61，表明甲烷得到了高效重整...

解读: 该钙循环储热-制氢耦合技术对阳光电源储能系统具有重要启示。其多物理场耦合建模方法可应用于PowerTitan储能系统的热管理优化,特别是波动热源下的稳定性控制与ST系列PCS的能量调度策略。准原位反应器的连续产氢机制为光伏制氢一体化方案提供技术参考,可结合iSolarCloud平台实现预测性维护。该...