Ruishen Li · Jili Zhang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 直接膨胀供液方式由于蒸发器过热度及制冷剂分配不均的问题，通常仅限于小规模的光伏-热系统。本研究提出、开发并应用了一种新型的大规模过量供给光伏-热泵系统，并集成了机械泵。该系统由四台压缩机组成的并联机组和一个包含84个模块的光伏-热阵列构成。研究在典型冬季条件下对所提系统的运行特性和供暖性能进行了对比分析。结果表明，该系统在多种工况下均能稳定运行，排气温度低于110°C，吸气过热度变化范围为0–3.3 K。在晴天（环境温度为1.1°C）条件下，系统将水从12.4°C加热至72.2°C时，平均...

解读: 该大规模光伏热泵系统对阳光电源SG系列光伏逆变器与ST储能系统的耦合应用具有重要启示。研究中84组件阵列的MPPT优化技术可提升我司1500V系统在低温工况下的发电效率。系统COP达2.91且75%天数实现电力自给,验证了光伏-热泵-储能一体化方案的可行性。建议将该过冷循环控制策略集成到iSolar...

Hua Li · Yong Zhang · Yanping Yuan · Mingke Hu · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 热化学储能可为太阳能热利用提供高密度的季节性储热，然而传统的单盐反应器存在充电效率低和放电持续时间短的问题。为克服这些局限性，本研究提出一种多盐分层反应器，其中三种水合盐——溴化锶、蛭石-氯化钙复合材料和碳酸钾——按照充电温度由高到低的顺序排列。该分层结构利用各盐种不同的热力学特性，实现分阶段能量储存和延长的热量释放过程。在COMSOL Multiphysics中建立了耦合传热与传质的模型，用于模拟在变化的太阳能驱动入口温度条件下反应器的运行性能。在此类工况下，反应器达到平均90%的盐转化...

解读: 该多盐分层热化学储能技术为阳光电源储能系统提供了长周期热能存储新思路。其85.30%充能效率和1400分钟放热时长,可与ST系列PCS结合,构建光热-电化学混合储能方案,解决季节性能量平衡难题。分层配置的温度梯度控制理念可借鉴至PowerTitan液冷系统优化,通过分区温控提升电池寿命。该技术特别适...

Tengyue Wang · Fengwu Bai · Pan Yao · Xin Yi Li 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

高效快速电热转换技术的发展是消纳光伏与风能等不稳定电源发电的重要途径。结合电磁感应加热原理与陶瓷颗粒耐高温的特性，提出一种高温电磁感应加热陶瓷颗粒装置（EIHCPD）。在石英管内部自由堆叠铁磁性小球，形成多孔通道结构，电磁感应加热线圈缠绕于石英管外壁。铁磁性小球在电磁感应作用下可实现快速升温，陶瓷颗粒流经多孔通道时与铁磁性小球进行热交换，从而实现高温加热。研究表明，相较于泡沫铁结构，堆叠式铁磁性颗粒的电磁感应加热具有更优的温度均匀性。在输入电功率为2049 W、陶瓷颗粒质量流量为5.0 g/s的...

解读: 该电磁感应加热陶瓷颗粒技术为阳光电源储能系统提供了新型热储能方案思路。其97.6%的高效电热转换效率和快速响应特性,可与ST系列PCS结合,将光伏/风电不稳定电力转化为高温热能存储。技术中的电磁感应加热原理与功率电子变换技术高度契合,可借鉴其多孔介质传热结构优化PowerTitan储能系统的热管理设...

Ting Wang · Xiangxuan Li · Ting Ma · Qiuwang Wang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

相变材料（PCMs）具有优异的热稳定性、循环性能和高储能密度，广泛应用于热能储存系统中。然而，传统储热单元结构简单，导致传热路径单一，储热效率较低，严重限制了能量的有效利用。由于相变过程中实验方法的局限性，当前的优化手段主要依赖于对温度场、流场、固液界面以及液相分数、熔化时间等全局参数的整体分析，缺乏对局部区域的详细分析与评估，难以揭示热性能提升背后的机理。本研究通过改变储热单元的边界条件和长宽比，采用热阻分析方法，系统地分析了局部与全局的流动及传热行为。研究发现，储热单元内部会出现明显的“树状...

解读: 该相变储热技术对阳光电源PowerTitan储能系统的热管理优化具有重要参考价值。研究提出的'树状'热阻分析方法可应用于ST系列PCS及电池簇的散热结构设计,通过识别高热阻区域优化散热路径,相比传统直翅片可降低23.96%热阻。该方法可指导储能柜内部风道布局和液冷管路设计,提升功率器件散热效率,延长...

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-...

Fangyi Wei · Yan Li · Yaqing Fan · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336

摘要 在铁路廊道沿线路堤边坡表面布置光伏（PV）模块，可有效利用廊道沿线闲置土地获取太阳能，对推动铁路系统的绿色低碳发展具有重要意义。由于铁路廊道长度长、跨度大，光伏模块通常以条带式光伏（SPV）阵列的线性布局形式进行安装。此外，长距离铁路廊道沿线复杂的气候与光照条件导致SPV阵列存在显著的失配损失。这些在传统光伏电站中不存在的独特挑战，使得传统的光伏阵列连接方式和优化方法难以适用于SPV阵列。为此，本研究提出了一种通用的任意光伏阵列输出特性建模方法，并引入一种新参数——阴影适应性，用于量化光伏...

解读: 该铁路沿线带状光伏阵列优化技术对阳光电源SG系列逆变器及iSolarCloud平台具有重要应用价值。研究提出的阴影适应性参数与SAGA优化算法,可直接应用于我司多路MPPT技术优化,在复杂遮挡场景下提升发电量达17%。特别适配铁路光储充一体化场景:结合ST系列储能PCS应对列车负荷波动,通过iSol...

Pei Li · Rujing Yan · Jing Zhang · Mou Wu 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336

摘要 将太阳能转化为氢气为解决太阳能发电的间歇性问题并实现长期能量存储提供了一种有前景的解决方案。然而，当前基于光伏、光催化和热化学过程的制氢方法通常未能充分考虑太阳光谱中不同波段能量品质的差异，从而限制了其能量转换效率。针对这一问题，本文提出一种创新性的高效率制氢方法，通过集成上述三种技术路径，并优化太阳光谱能量的梯级利用。该方法将太阳光按紫外、可见光和红外波段进行分谱，分别驱动光热催化、光伏电解水以及甲醇重整反应，同时结合废热回收以进一步提升系统整体能效。为评估系统性能，建立了全面的运行仿真...

解读: 该全光谱制氢技术对阳光电源光储氢一体化解决方案具有重要启示。其光伏电解水部分可与SG系列逆变器及ST系列PCS深度耦合,通过MPPT优化提升光电转化效率;系统40.20%的太阳能制氢效率和68.01%的能源效率为我司PowerTitan储能系统与制氢装置的协同设计提供参考;光谱分级利用思路可应用于i...

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...

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...

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...

Wenliang Yin · Mengqian Ji · Lin Liu · Ming Li 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

准确的功率曲线建模对于提升并网风力发电机（WTs）的运行效率和性能至关重要。为了提高建模质量并消除输入变量之间的相互影响，本文提出了一种新颖的多变量功率曲线预测方法，该方法融合了先进的机器学习技术——随机梯度提升回归树（SGBRT）和灰狼优化算法（GWO），并结合创新的数据预处理和特征选择方法。具体研究工作与创新点如下：1）在二维Copula空间中对原始数据进行清洗，以风轮转速作为辅助判据并采用概率描述方式，以处理数据不确定性及非线性依赖关系；2）提出一种偏互信息（PMI）方法用于数据分析，在此...

解读: 该风电功率曲线建模技术对阳光电源具有重要借鉴价值。其SGBRT+GWO优化算法可应用于iSolarCloud平台的光伏功率预测,提升ST储能系统的充放电策略优化精度。PMI特征选择方法可用于SG逆变器的MPPT算法改进,降低计算复杂度。二维Copula数据清洗技术适用于储能电站SCADA数据预处理,...

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...

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...

Yue Hu · Piaopiao Li · Yucheng Yao · Hui Lv 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.328

摘要 为应对太阳能的波动性并实现太阳光谱的充分利用，本研究提出了一种新型的基于相变材料的全息分光聚光光伏-热电混合系统。具体而言，设计了一种双层体全息光栅分束器，用于将入射太阳辐射中的目标光谱分离，并分别照射至三个空间分离的光伏电池上；同时采用热电模块回收光伏电池产生的余热以进一步发电。在光伏电池与热电模块之间设置含石蜡的储热层，以稳定温度波动，并延长热电模块的工作时间。因此，所提出的系统可显著提高太阳能到电能的转换效率，并实现稳定的电力供应。本研究建立了完整热力学数学模型，并全面开展了能量、㶲...

解读: 该光谱分离光伏-温差发电混合系统对阳光电源ST储能系统和SG逆变器产品线具有重要启示。其相变材料热管理方案可优化PowerTitan储能系统的温控策略,提升电池循环寿命。光谱分离技术启发多结电池MPPT算法优化,可提高SG系列逆变器在复杂光谱条件下的转换效率。温差发电余热回收理念可应用于大型地面电站...

Gangqiang Gea · Xuchao Cai · Hao Sun · Yufei Zhang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.328

摘要 在压缩空气储能系统中，储气洞穴体积有限导致压缩空气在运行过程中压力发生显著变化。采用滑压模式运行压缩机和膨胀机可有效减少节流引起的㶲损失，从而提高系统整体效率。然而，在滑压运行模式下，压缩机出口温度升高会导致传统双罐式蓄热系统中不同温度流体混合，产生较大的㶲损失。本研究提出一种将滑压运行与填充床蓄热相结合的绝热压缩空气储能系统。建立了压缩机的一维损失模型，实现了对滑压条件下耦合特性的分析。所建立的一维损失模型相较于通用性能模型具有显著更高的精度。通过进口导叶调节、质量流量控制和转速调节优化...

解读: 该滑压运行压缩空气储能技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要借鉴价值。研究提出的一维损失模型和滑压优化策略,可应用于PowerTitan等大规模储能系统的能量管理优化,通过动态压力调节减少节流损失,提升系统往返效率达72.6%。填充床储热技术与滑压运行的耦合设计思路,可启发ST系列PCS在变工况下的...

Ting Liang · Yongliang Li · Binjian Ni · Abdalqader Ahm 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

摘要 不同的储能技术可为大规模整合间歇性和波动性可再生能源提供有前景的解决方案，其中液态空气储能（LAES）具有多项关键优势，包括高可扩展性、无地理限制以及提供多能矢量服务的能力。本研究旨在评估英国到2050年实现成本有效的净零碳能源转型路径。为此，开发了一种基于多区域混合整数线性规划的新型能源扩展框架，以突出LAES及其他储能技术在能源系统中的关键作用，并用于能源系统的最优设计与运行。通过情景分析和敏感性分析，揭示了不同路径的技术经济性能及四个关键结果。首先，研究表明，到2050年在英国实现净...

解读: 该研究验证了长时储能在高比例可再生能源系统中的关键作用,对阳光电源PowerTitan等大型储能系统具有重要参考价值。研究表明最优储能配置比例为可再生能源容量的16-25%,充电8-10小时、放电12-15小时的长时储能更适配风电主导场景,这为ST系列PCS的功率时长配置提供了量化依据。10-12%...

Minwang Wanga1 · Wenlong Yangb1 · Wenchao Zhu · Yang Yang 等10人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

高比例可再生能源接入电动汽车充电站和氢燃料加注站时，常面临显著的能量波动、能源浪费和系统不稳定等挑战。为应对这些挑战，本研究提出了一种新型动态滞后能量管理策略（DHEM）。该策略引入滞后理论，通过设定锂离子电池荷电状态（SOC）的阈值——SOC_grid、SOC_elzoff 和 SOC_elzon，调节储能系统的充放电策略。此外，设计了针对动态电价的价格差评估机制，以优化电解槽和电池的运行，实现储能与能耗之间的平衡。随后采用非支配排序遗传算法进行多目标优化，重点评估平准化能源成本（LCOE）和...

解读: 该动态滞环能源管理策略对阳光电源储能系统及充电桩业务具有重要价值。文中提出的SOC多阈值控制机制可直接应用于ST系列PCS的电池管理优化,通过动态电价响应机制提升PowerTitan储能系统的经济性。LCOE降低17%的成果为充电站配储方案提供了优化方向,特别是在光储充一体化场景中,结合iSolar...