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电磁感应加热陶瓷颗粒装置的实验研究
Experimental study of electromagnetic induction heating ceramic particles device (EIHCPD)
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...
基于流体域热阻分析的固液相变过程评价与调控
Evaluation and regulation of solid–liquid phase change process based on thermal resistance analysis in fluid domain
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...
利用光伏、光催化和热化学耦合的混合制氢系统实现高效全光谱太阳能收集
Hybrid hydrogen production system utilizing photovoltaics, photocatalysis, and thermochemistry for effective full-spectrum solar energy harvesting
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...
通过界面增强实现高效光热转换、储能及优异形状稳定性的复合相变材料
Composite phase change materials with efficient solar-thermal energy conversion, storage and superior shape stability by interfacial enhancement
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...
通过超高温热泵集成提升液态空气储能系统效率
Efficiency enhancement of liquid air energy storage systems through ultra-high-temperature heat pump integration
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...
以单位里程成本最小化为目标的燃料电池混合动力重型牵引车最优容量配置
Optimal sizing of fuel cell hybrid electric Heavy-Duty tractor with minimum of unit mileage cost
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...
一种新型液态空气与抽热式组合储能系统的能量、㶲及经济性分析
Energy, exergy, and economic analyses of a novel liquid air and pumped thermal combined energy storage system
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...
基于一维损失模型的滑压运行与填充床蓄热绝热压缩空气储能系统的优化设计
Optimization design of an adiabatic compressed air energy storage system with sliding pressure operation and packed bed thermal energy storage based on a one-dimensional loss model
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...
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...
考虑热能强化及低扬程海水抽水蓄能与反渗透联合运行的综合能源系统优化配置
Optimal configuration of integrated energy system considering heat enhancement and combined operation of low head seawater pumped storage and reverse osmosis
Zhixin Yuan · Li Han · Xiaojing Wang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要 远海沿海地区面临能源短缺和淡水资源不足的双重困境。为降低沿海地区反渗透海水淡化过程的能耗，本文提出一种考虑热能强化及低扬程海水抽水蓄能与反渗透联合运行的综合能源系统优化配置方法。首先，开展电转气过程的热量分析，并构建考虑热能强化的反渗透温度模型，利用其反应热对反渗透进水进行预热；其次，由低扬程海水抽水蓄能系统的上水库直接供给反渗透进水，使反渗透运行所需的操作压力可同时由上水库的静水压力和高压泵共同提供；此外，结合海水抽水蓄能系统的运行特性，建立可逆式水轮机工作效率的数学模型。在此基础上，构...
解读: 该综合能源系统方案对阳光电源海岸带储能业务具有重要启示。系统集成低水头海水抽蓄与反渗透淡化，可与我司ST系列储能变流器及PowerTitan系统协同，构建海岛微网解决方案。P2G余热预热反渗透进水降低能耗26.62%的思路，可应用于我司储能系统热管理优化，提升能量利用率。抽蓄-淡化联合运行模式为iS...
揭示青藏高原理论风能潜力：一种针对威布尔双变量分布的新型贝叶斯-蒙特卡洛框架
Revealing the theoretical wind potential of the Qinghai-Tibet Plateau: A novel Bayesian Monte-Carlo framework for the Weibull bivariate distribution
Liting Wang · Renzhi Liu · Weihua Zeng · Lixiao Zhang 等10人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要 理解区域理论风能潜力对于风电规划与建设至关重要。以往的研究面临诸多挑战，包括风速数据质量不一致、分布参数中的不确定性未被量化，以及估算理论风能潜力的方法存在缺陷。因此，本研究提出了一种分层贝叶斯-蒙特卡洛框架，以概率性和分层方式处理多年期、多来源的风速数据。该框架能够量化风速分布及其参数相关的不确定性，并通过整合历史数据降低预测误差。此外，本研究在传统理论风能潜力估算方法的基础上，进一步考虑了叶片扫掠高度范围内风速和空气密度变化以及最大可能功率系数的影响。结果表明，青藏高原地区的风速分布符...
解读: 该青藏高原风电潜力评估框架对阳光电源风电变流器布局具有重要参考价值。贝叶斯-蒙特卡洛模型可量化风速分布不确定性,为ST储能系统在高原风电场的容量配置提供精准数据支撑。研究揭示的风速-空气密度垂直变化特性,可优化风电场侧储能PCS的功率预测算法和充放电策略。青藏高原60%以上区域具中高风电潜力,结合i...
基于甲醇分解反应的绝热-等温压缩空气储能耦合系统在热、电、氢联产中的能效、㶲、经济与环境分析与优化
Energy, exergy, economic and environmental analysis and optimization of an adiabatic-isothermal compressed air energy storage coupled with methanol decomposition reaction for combined heat, power and hydrogen generation system
Yufei Zhang · Haiyang Wang · Peiye Zhang · Ruixiong Li 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
压缩空气储能技术是实现可再生能源并网的关键技术之一。高效利用压缩过程中产生的热量是提升压缩空气储能系统性能的重要途径。因此，本文提出一种基于甲醇分解反应的绝热-等温压缩空气储能系统，用于实现热、电、氢联产。在储能阶段，第一级采用绝热压缩，所产生的压缩热作为甲醇分解反应的热源；分解生成的氢气和一氧化碳被分离，其中氢气储存于加氢站，一氧化碳则储存在气体储罐中以供后续使用；第二级采用等温压缩，以减少压缩热的产生。在释能阶段，由分解反应产生的一氧化碳燃烧用以加热空气。该系统通过减少压缩热的产生并充分利用...
解读: 该绝热-等温压缩空气储能技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要参考价值。系统87.04%的往返效率和热电氢联产模式,可启发PowerTitan储能方案的能量梯级利用优化。压缩热回收与甲醇制氢的耦合思路,适用于阳光电源充电站与储能系统的集成创新,通过PCS控制策略优化实现多能互补。文中燃烧室和反应器的...
更正：综合分析与优化集成太阳能热能及储热的冷热电联产系统
Comprehensive analysis and optimization of combined cooling heating and power system integrated with solar thermal energy and thermal energy storage）［Energy Conv. Manag. 275 (2022) 116464］
Lanhua Liu · Ruilin Wang · Yuhao Wang · Wenjia Li 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
作者对原文致谢部分出现的错误表示歉意。致谢部分中提到的第一个国家自然科学基金委员会（NSFC）资助项目的编号应为“52106014”，而非“5210060338”。作者对由此造成的任何不便深表歉意。
解读: 该CCHP系统与太阳能热能及储能集成研究虽为勘误说明,但原文涉及的冷热电联供与储能优化技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。多能互补系统的能量管理策略可启发我们优化储能系统在工商业场景的冷热电协同控制算法,提升iSolarCloud平台对综合能源系统的智能调度能...
原位非晶粘结界面促进质子陶瓷燃料电池中的离子传输
In situ amorphous-adhesive interface facilitate ionic transport in protonic ceramic fuel cells
Wenjuan Zhao · Jun Wang · Bin Li · Enyi Hu 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334
摘要 质子陶瓷燃料电池（PCFCs）是一种具有前景的碳中和发电技术，其利用在稳定的钇掺杂锆酸钡（BZY）电解质中表现出的高质子电导率。然而，由于烧结性能差以及电阻性晶界导致整体质子电导率降低，限制了其实际应用。在本研究中，我们提出了一种基于BZY电解质的免烧结超快质子陶瓷燃料电池（S-PCFC），该电池通过一种非晶粘结界面实现。S-PCFC通过一种简便且可扩展的干压工艺原位制备，避免了传统空气中高温烧结的需求。在电化学运行过程中，氢氧化锂与碳酸锂的熔融混合物被原位嵌入，在晶界处形成非晶粘结界面。...
解读: 该质子陶瓷燃料电池技术通过非晶粘附界面实现超快离子传输,对阳光电源氢能及储能系统具有启发意义。其免烧结工艺和原位界面调控思路可借鉴至电力电子器件封装优化,降低SiC/GaN功率模块的界面热阻。520℃下0.257 S·cm⁻¹的质子电导率突破,为分布式氢燃料电池-储能耦合系统提供新方向,可与ST系列...
带火焰辅助燃料电池的涡扇发动机性能分析：用于多电飞机的推进与发电一体化系统
Performance analysis of a turbofan engine integrated with flame-assisted fuel cells for combined propulsion and power generation with more electric aircrafts
Xinyan Xiua1 · Songsong Maac1 · Fafu Guo · He Liu 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要 为应对飞机电力需求不断增长以及传统机载发电系统效率低下的问题，燃料电池受到了广泛关注。本文提出了一种将涡扇发动机与火焰辅助燃料电池（FFC）系统相结合的推进与发电一体化系统。值得注意的是，该系统所采用的FFC是一种新型的固体氧化物燃料电池（SOFC）。在本研究中，建立了涡扇发动机和FFC系统的热力学模型。基于建模结果，对FFC-涡扇发动机系统的性能与传统涡扇发动机进行了对比分析。此外，还开展了参数研究，包括涡扇发动机的各种设计参数、飞行工况以及FFC系统运行参数的影响。结果表明，当电动功率...
解读: 该燃料电池-涡扇发动机集成系统对阳光电源航空电气化领域具有启发意义。其能量管理架构与我司PowerTitan储能系统的多能源协同控制理念相通,特别是电功率分配比(EPF)优化策略可借鉴至EV充电站的源网荷协调。文中SOFC高温余热利用技术可启发ST系列PCS在工业储能场景的热电联供方案。建议关注燃料...
结合氨分解、质子交换膜燃料电池与微型燃气轮机的高效氨燃料混合发电系统：热力学模型与性能优化
High-efficiency ammonia-fueled hybrid power generation system combining ammonia decomposition, proton exchange membrane fuel cell and micro gas turbine: A thermodynamic model and performance optimization
Li Linabc1 · Mingwei Sunac1 · Yifan Wu · Wenshi Huang 等11人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要 作为一种具有液化储存和运输优势的无碳氢（H₂）载体，氨（NH₃）被视为用于氢气生产和发电的一种有竞争力的清洁能源载体。本文设计了一种新型以氨为燃料的混合发电系统，该系统将氨分解反应器（ADR）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）和微型燃气轮机（MGT）相结合，并采用热化学余热回收技术用于ADR。建立了系统级的热力学模型，以评估不同优化策略下的系统性能。模型计算结果表明，将氨分解温度从500 °C降低至350 °C，可使能量效率从33.5%提升至43.2%，因此提出了两种改进的集成策略。将部分...
解读: 该氨燃料混合发电系统对阳光电源氢能储能方向具有前瞻价值。其PEMFC与微燃机耦合架构可借鉴至ST储能系统的冷热电三联供场景,通过热化学回收提升能效至44%的思路,可启发PowerTitan储能电站集成燃料电池的热管理优化。氨作为零碳储氢载体的液化运输优势,契合大规模储能调峰需求。系统级热力学建模方法...