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壳管式反应器中氢氧化钙/氧化钙热化学反应的数值研究：放热过程分析与太阳能-热化学冷热电联供系统优化
Numerical investigation of calcium hydroxide/calcium oxide thermochemical reactions in shell-tube reactors: exothermic process analysis and solar-thermochemical combined cooling, heating, and power optimization
Jianing Chena · Xueming Yanga · Yinqiao Huoa · Weichen Liang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346
摘要 热化学储能技术具有高能量密度和长期储能能力，可有效应对太阳能间歇性问题，其中氢氧化钙/氧化钙体系因原料丰富且环境友好而尤为具有应用前景。然而，目前对放热过程中的传热机制及运行参数对壳管式反应器性能的影响尚不充分明确，且该体系与聚光太阳能系统的集成缺乏全面的优化研究。本研究旨在通过先进的建模与性能优化方法，系统性地探究放热过程，并开发一种集成化的太阳能-热化学冷热电联供系统。为此，建立了一个耦合传热、传质与化学反应的三维数值模型，开展温度、孔隙率、蒸汽流速和导热系数等参数的影响研究；随后构建...
解读: 该热化学储能技术为阳光电源ST系列储能系统提供长时储能方案参考。钙基热化学反应的高能量密度(1600W峰值功率)和长期储能特性,可与PowerTitan系统形成互补,优化冷热电三联供架构。研究中的壳管式反应器传热优化方法,对储能PCS热管理设计具有借鉴意义。该系统58.98%能量效率和15.99年投...
基于多目标优化的重载卡车双燃料电池系统分层能量管理策略
Hierarchical energy management strategy for dual fuel cell systems in heavy-duty trucks based on multi-objective optimization
Zhou Chena · Xiaohua Wuab · Jianwei Maoa · Lei Gaoc 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345
摘要 多个燃料电池系统与电池系统集成已成为长途重载卡车领先的动力系统配置。然而，多源架构固有的复杂性为有效的能量管理带来了重大挑战。当前针对此类混合系统的能量管理策略通常依赖于单目标优化，这限制了其在燃料效率和系统耐久性之间有效平衡的能力，特别是在动态运行条件下。本研究提出了一种双层能量管理策略，旨在优化多个燃料电池系统与电池系统之间的功率分配，从而在燃油经济性和系统寿命之间实现更优的权衡。所提出的策略包含两个层次：底层在两个并联的燃料电池子系统之间执行最优功率分配，上层则采用Q学习算法调节聚合...
解读: 该双层能源管理策略对阳光电源储能及充电桩产品具有重要借鉴价值。其多目标优化思路可应用于ST系列PCS的多电源协调控制,平衡电池寿命与系统效率。Q-learning自适应算法可集成至iSolarCloud平台,实现储能系统的预测性维护和动态功率分配。对于重卡充电站产品,该分层架构可优化充电桩与储能系统...
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,...
利用浮力实现可扩展和可持续的能量存储
Harnessing buoyancy for scalable and sustainable energy storage
Yongyi Huang · Junchao Cheng · Xunyu Liang · Minliang Tengd 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344
摘要 随着全球向可再生能源的转型不断加速，可扩展且可持续的能量存储技术正变得日益重要。本研究提出了一种浮力储能系统（Buoyancy Energy Storage System），这是一种通过将浮体浸入流体中以储存多余能量，并通过控制其上升过程将重力势能转化为电能的新型方法。基于能量守恒原理和理想气体定律，本文推导了在液体和气体环境中，变体积与定体积浮体的能量储存的解析关系式。在液体中，柔性浮体的能量容量与内部气体量呈正相关，与下潜深度呈负相关；而刚性浮体储存的能量则与体积和深度成正比。在空气中...
解读: 该浮力储能系统作为新型物理储能技术,对阳光电源PowerTitan等大规模储能解决方案具有战略参考价值。其模块化设计理念与我司ST系列PCS的分布式架构高度契合,可探索混合储能系统集成。系统的能量管理算法可借鉴至iSolarCloud平台,优化海上风电场景的储能调度策略。虽然当前成本较高(1088-...
基于金属氢化物的家用氢能储存系统的高效热管理解决方案
High-efficiency thermal management solutions for metal hydride-based residential hydrogen storage systems
Huan Yea · Fengxiang Chena · Yaowang Peia · Zhipeng Houb 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344
摘要 金属氢化物（MH）作为一种低压氢气储存介质，其固有的压力特性使其特别适用于家庭应用。然而，与直接电能储存方法相比，氢气储存路径的能量往返效率较低，凸显了开发有效废热回收策略的迫切需求。本研究旨在提升家用氢能储存系统的整体效率。首先建立了一个针对基于金属氢化物的氢能储存系统的集成热管理系统（ITMS）模型，并对水电解、金属氢化物及燃料电池部分进行了模型验证。随后分析了氢气吸收与解吸过程，通过联合调控流量、压力和温度以优化系统性能。评估并比较了电力-氢能-电力（P2H2P）和热电联产（CHP）...
解读: 该金属氢化物储能热管理技术对阳光电源户用储能系统具有重要参考价值。研究中P2H2P模式47%效率与CHP模式87.5%综合效率的对比,为ST系列PCS与户用光伏系统的热电联供方案提供优化思路。特别是Level-of-Hydrogen在5%-95%区间的温度控制策略,可借鉴应用于PowerTitan储...