Zhiru Huag · Tianshuang Lia · Ruofeng Maoa · Teng Xiong 等11人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 钻孔热能储存（BTES）系统在建筑能源系统的脱碳过程中发挥着关键作用，但仍面临诸多限制，包括较高的热损失、较长的预热周期以及结构上的低效率问题。本研究提出了一种创新的BTES结构设计，通过分区运行机制和高-低品位储热区布局来应对上述挑战。与传统的径向串联式系统不同，本设计战略性地利用多品位能量输入以优化热性能。通过全面的沙箱实验，对比了三种不同的配置方案（高-低品位储热区、单储热区并联式、单储热区串联式），结果表明，在季节性储热过程中，并联连接方式的储热能力比串联配置高出19%。在周边区域...

解读: 该BTES地热储能技术对阳光电源储能系统具有重要启示价值。研究中的分区运行机制和多级能量优化配置策略,可借鉴应用于ST系列PCS的热管理系统设计,通过高低温分区控制提升PowerTitan储能柜的充放电效率。其39%充电速率提升和30%火用损失降低的成果,为大规模ESS解决方案的温控优化提供数据支撑...

Hossam H.H.Mousa · Karar Mahmoud · Matti Lehtonena · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 当今，由于性能指标的恶化，集成可再生能源（RESs）带来了重大挑战，尤其是在寒冷气候条件下的不平衡微电网中。除了网络不平衡外，低辐照度、弱风速和低温等恶劣环境条件要求采用氢储能系统（HSSs）来解决可再生能源发电与负荷需求之间的季节性不匹配问题。本文提出了一种两阶段、多时间尺度的规划框架，该框架集成了可再生能源、插电式电动汽车（PEVs）、电池储能系统（BESSs）、季节性氢储能系统（HSSs）以及一种动态需求响应（DDR）机制。在短期运行层面，BESS在慢充/慢放与快充/快放两种模式下进...

解读: 该多时间尺度协调规划技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。研究提出的BESS快慢充放电模式可优化我司储能系统的功率调度策略,结合氢储能应对季节性波动,为PowerTitan配置长周期储能方案提供依据。动态需求响应与智能变流器的有功无功协调控制,可增强SG系列逆变...

Haoda Huang · Qingsong Liub · Gregorio Iglesiasc · Chun Lia · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 漂浮式海上风力机（FOWTs）在提升海上风电竞争力方面具有显著优势。然而，其运行过程涉及复杂的动力学行为，表现为多种载荷来源、显著的时间变异性以及高度非线性特征。深入理解主导FOWT行为的多物理场耦合机制及子系统间的相互作用，对于提高运行安全性、增加发电功率并推动商业化部署至关重要。为应对上述挑战，本研究通过融合计算流体动力学（CFD）与有限元方法（FEM），构建了一个高保真度、完全耦合的气动-弹性-水动-系泊多物理场分析框架。以安装在半潜式平台上的NREL 5 MW水平轴风力机（HAWT...

解读: 该多物理场耦合建模技术对阳光电源海上风电变流器产品具有重要价值。研究揭示的浮式风机功率波动增大(6.84%效率损失)和复杂载荷特性,为我司SG系列大功率风电变流器的控制策略优化提供依据。可借鉴其流固耦合分析方法,改进变流器在动态工况下的MPPT算法和GFM并网控制,提升功率平滑能力。同时,该研究的应...

Haojie Zhoua · Ji Lib · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 人工智能（AI）芯片在移动智能设备（如移动机器人、无人机、智能电动汽车等）中发挥着关键作用。随着这些设备对计算能力需求的不断提升，AI芯片的热管理系统正面临日益严峻的挑战，特别是在需要在不同取向和高温条件下实现可靠散热的应用场景中。尽管环路热管（LHP）克服了传统热管的一些局限性，但其始终未能满足高功率芯片（大于500 W）在变取向工况下的热管理需求。本研究引入热电制冷器（TEC）对LHP的补偿腔进行完全冷却，显著增强了冷凝液的回流，从根本上解决了上述问题。通过实验系统地研究了新型集成TE...

解读: 该重力不敏感环路热管与热电模块集成技术对阳光电源电动汽车驱动系统及充电桩产品具有重要应用价值。针对大功率AI芯片(>500W)在不同姿态下的散热难题,该技术通过TEC主动冷却补偿腔实现热阻低至0.0978K/W,可直接应用于阳光电源电动汽车OBC充电机、电机驱动控制器及大功率充电桩的SiC/GaN功...

Simone Peccol · Matteo Pecchin · Anna Stoppat · Alberto Benat · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 当前的能源转型正在重塑地缘政治战略，并加速可变可再生能源在电力系统中的整合。然而，这些能源的间歇性特征对电网稳定性构成了重大挑战，凸显了高效储能解决方案的必要性。在现有技术中，卡诺电池——特别是集成式热能储存系统（I-ESS）——已成为可持续、大规模储能的有前景的选择。I-ESS的核心组成部分是显热储热单元（SH-TES），通常以填充固体材料的填充床形式实现。尽管人们对储热系统（TES）的兴趣日益增长，但现有文献仍缺乏关于最优设计的标准方法，尤其是在储热罐尺寸设计方面。本研究提出了一种基于...

解读: 该卡诺电池热储能技术为阳光电源ST系列储能系统提供重要补充方案。研究中的虚拟电厂架构与我司iSolarCloud平台高度契合,可优化光储协同控制策略。论文提出的双模式充电管理(纯光伏/混合充电)可集成至PowerTitan系统的能量管理算法,结合动态电价实现削峰填谷。热储能技术的长时储能特性可与电化...

Shiwei Zhang · Xingyu Zheng · Daitian Chena · Yao Huang 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 电动汽车的快速发展对锂离子电池的热管理系统提出了更高要求，以应对高倍率充放电带来的挑战。本研究开发了一种创新的电池热管理系统（BTMS），该系统集成了具有复合吸液芯结构的超薄均热板（UTVC），以增强散热能力并提高温度均匀性。本工作的独特贡献在于设计、制造和应用一种结合铜网与烧结铜粉的复合吸液芯结构，从而实现优异的毛细性能。本文系统研究了UTVC的热性能、复合吸液芯的毛细上升行为，以及BTMS在不同工况下的冷却效率。实验结果表明，在3C放电倍率下，集成UTVC的BTMS可使电池表面最高温度...

解读: 该超薄均温板电池热管理技术对阳光电源储能系统及充电桩产品具有重要应用价值。PowerTitan储能系统在大倍率充放电工况下,采用复合毛细结构均温板可降低电芯表面温度21.9%,显著提升温度均匀性,有效抑制热点形成,延长电池寿命。该技术可优化ST系列PCS的电池热管理方案,提升3C以上倍率工况的安全性...

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...

Yunfeng Wanga · Haibao Mua · Shasha Heb · Shuai Wanga 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 输电线路上传感器的供电困难且维护不便。传统的供电方式采用电池，存在工作寿命短、更换成本高以及严重污染等问题，输电线路节点处的供电可持续性与可靠性面临严峻挑战。本研究基于摩擦纳米发电机原理及环境能量采集技术，设计并构建了一种低成本、轻量化的输电线路振动能量采集与自供能振动监测装置。在传感组件方面，通过结构与材料的优化设计，使传感用TENG的输出性能较原始结构提升了6.9倍；采用柔性兔毛显著提高了传感器的耐久性，实现了高灵敏度的振动检测（39 nA/Hz@位移：6 mm）。在能量采集方面，使用...

解读: 该摩擦纳米发电机技术为阳光电源智能运维体系提供创新思路。针对输电线路传感器供电难题,可应用于iSolarCloud平台的分布式光伏电站线路监测节点,替代传统电池供电方案。其微风振动能量采集特性与阳光电源储能系统ST系列的能量管理理念契合,可探索将TENG技术集成到充电桩站点环境监测模块,实现免维护自...

Josh Moore · Gregorio Iglesias · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 与陆上可再生能源类似，海上可再生能源也具有间歇性，这给电网稳定性的维持带来了挑战，并导致平衡成本增加。本研究旨在探讨如何通过在风力涡轮机之间广阔的未利用海域部署漂浮式光伏系统，来缓解运行中风电场的功率波动性，并减轻其爬坡事件的严重程度和发生频率。本文选取伦敦阵列（London Array）海上风电场作为案例研究对象。基于一个专门定义的参数——加权爬坡事件严重度（Weighted Ramping Event Severity, WRES），提出了一种量化爬坡事件严重性的新方法。分析在高时间分...

解读: 该海上风光互补研究对阳光电源海上光伏逆变器及储能系统具有重要价值。研究证实光伏可降低风电波动20.8%,验证了SG系列逆变器在海上漂浮光伏场景的应用潜力。10分钟高频功率平滑需求与PowerTitan储能系统的快速响应特性高度契合,ST系列PCS的GFM控制技术可有效应对爬坡事件。建议开发耐盐雾海上...

Zequan Lina · Qiangyan Haoa · Yu Peib · Bin Zhaoa 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 太阳能电动汽车正逐渐成为绿色城市通勤最重要的方式之一。本文研究了面向实现零碳排放目标的城市太阳能电动汽车在能量管理与能量预测方面所面临的关键挑战。提出了一种系统性的能量管理与预测方法，该方法融合了光伏发电功率预测、车辆能耗预测以及车网互动（vehicle-to-grid）技术。基于该方法，分析了太阳能电动汽车在北京和昆明两地的年度运行性能。文中比较了三种情景：（1）无光伏系统；（2）配备光伏系统但无车网互动技术；（3）同时配备光伏系统和车网互动技术。结果表明，在北京地区，相较于无车网互动技...

解读: 该零碳光伏电动车方案与阳光电源多条产品线高度契合。车载光伏发电可采用我司高效MPPT逆变技术提升转换效率,V2G双向充放电技术可整合ST系列储能变流器的双向功率控制算法,实现削峰填谷。研究中的功率预测与能量管理策略可融入iSolarCloud平台,优化充电站智能调度。特别是V2G场景下48.8%余电...

Xiaoxiao Lia · Wenyu Zua · Qibin Lia · Chao Liua 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

在当前全球能源转型背景下，聚光太阳能发电系统特别是太阳能塔式电站，在热能存储和可调度电力生产方面具有显著优势。然而，这类电站在干旱地区的部署需要采用耗水量极低的冷却方案，而自然通风干式冷却塔在塔式电站中面临高投资成本以及结构遮影效应等挑战。本研究提出一种耦合冷却系统，将翅片管换热器集成于太阳能塔底部，利用塔体自身的结构高度产生浮力驱动气流，同时避免建设独立的冷却基础设施。为此建立了经验证的1D模型用于模拟该耦合冷却系统，并在塔顶设置0.5 m的保温层以最小化吸热器的热损失。在设计工况与非设计工况...

解读: 该太阳能热发电塔耦合冷却技术对阳光电源光热储能系统集成具有重要参考价值。研究中的超临界CO2动力循环(45.76%效率)与我司PowerTitan储能系统可形成互补:光热系统提供长时热储能,PowerTitan提供快速功率调节。耦合冷却系统的无水冷却方案契合干旱地区大型储能电站需求,其多目标优化方法...

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-...

Faraedoon Ahmeda · Aoife M.Foleya · Sean Mc Loone · Robert J.Best 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 爱尔兰单一电力市场（Integrated Single Electricity Market, ISEM）是覆盖爱尔兰共和国和北爱尔兰的电力批发市场，其设定了到2030年实现80%可再生能源的雄心勃勃的目标。风能预计将在这一转型过程中发挥核心作用，但其固有的波动性和不确定性带来了重大挑战。本研究基于PLEXOS平台开发了一种新型电力市场模型，该模型纳入了现有的交流输电基础设施以及规划中通往大不列颠和法国的互联线路。模型使用2022年的实际数据进行了验证，并进一步扩展以评估2030年的多种情...

解读: 该研究针对80%可再生能源渗透率下的电网灵活性需求,与阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统高度契合。研究强调的需求响应、储能系统与互联互通协同优化,可指导我司储能PCS的GFM/GFL控制策略升级,特别是在高比例非同步电源场景下的虚拟同步机技术应用。风电消纳、成本优化及电网稳定性分析...

Shiying Yang · Lixinyu Meia · Yixin Weng · Fan Jiao 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 太阳能驱动的甲烷干重整（DMR）为通过化学燃料生产实现可持续太阳能储存并同时减少温室气体排放提供了一条有前景的技术路径。然而，其实际应用受到积碳导致催化剂失活以及合成气利用受限的制约。为克服这些局限性，本文提出一种创新性的分步过程——太阳能驱动甲烷碳循环重整（MCCR），该过程将DMR解耦为催化甲烷分解和逆布多瓦反应两个步骤，从而实现氢气与一氧化碳的分离生产，构建更具吸引力的太阳能到燃料转化过程。该方法的可行性首先通过100次成功的热重测试循环得到初步验证，结果表明其具有卓越的除碳能力，碳...

解读: 该太阳能驱动甲烷碳循环重整技术为阳光电源储能系统开辟了化学储能新路径。其分步制氢制CO的创新工艺可与ST系列PCS及PowerTitan储能系统形成互补,实现电化学储能与化学燃料储能的协同。24.55%的平均太阳能转化效率及99.9%碳消除率展现出色稳定性,可启发iSolarCloud平台开发光伏制...

Haosheng Lin · Wei Wuab · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 可再生能源需求的不断增长凸显了开发可扩展、成本效益高且可持续的储能系统的必要性，而这些系统正面临盈利能力和效率方面的挑战。新兴的面向X的电力（P2X）电池能够分布式且低成本地储存过剩的可再生能源，以满足特定需求。然而，随时间变化的需求以及众多的技术选择（例如储能介质、设备等）极大地阻碍了最优P2X电池的识别。因此，本文提出了一种低复杂度的基于图论的框架，用于识别最高效且最具成本效益的配置方案。案例研究强调，基于热能储存、采用耐火砖与吸收式热泵的电力转热能电池，其平准化储能成本低于0.01美...

解读: 该P2X储能技术经济性分析框架对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。研究揭示的热储能方案成本优势(LCOS低于0.01美元/kWh)启示我们在ESS解决方案中需拓展多元化储能介质集成能力。P-graph优化方法可应用于iSolarCloud平台,实现不同场景下电化学...

Changyi Xiea · Yuanyuan Wangb · Xiaokun Gub · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

储能对于提高间歇性可再生能源的利用至关重要。在现有技术中，金属氢化物基氢储能具有高安全性、紧凑性和适用于长周期应用的优势。然而，其应用受到显著热管理挑战的限制，包括吸氢过程中的放热以及脱氢所需的热量输入。本研究提出了一种集成了多种储能形式的综合能源系统，将金属氢化物氢储能与热能和电能储能相结合，以增强多能协同能力。其中一项关键创新是引入相变材料（PCM）储热装置，用于回收氢气吸收过程及燃料电池运行过程中产生的热量，并将其再利用于氢气脱附和供热。本文构建了一个两阶段协同优化框架：第一阶段确定可再生...

解读: 该多能协同储能技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要启示。研究中的氢储能-热储能-电储能混合架构,可与我司PowerTitan储能系统形成互补:通过集成相变材料(PCM)热管理模块,可优化电池热控制并降低HVAC能耗;两阶段协同优化框架可融入iSolarCloud平台,实现光伏-储能-氢能的智能调度...

Yonggang Lia · Yaotong Sua · Yuanjin Zhang · Weinong Wub 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 为了促进可再生能源的广泛应用，综合能源系统（IES）的研究已成为关键。然而，多能系统的协调运行以及电池的耐久性约束，尤其是在混合储能系统（HESS）中的问题，仍然是重大挑战，制约了系统的经济效率与运行可靠性。本研究提出了一种短期能量调度模型，通过优化混合储能系统的退化成本来应对上述挑战。首先，建立了集成混合储能系统的能量管理系统框架。随后，基于各设备的运行特性，分别构建了化学电池、电解槽以及质子交换膜燃料电池（PEMFC）的退化成本模型。此外，为弥补现有方法在储能系统不同动态响应能力方面处...

解读: 该多时间尺度调度技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。研究中的化学电池与氢储能分层调度策略,可直接应用于我司混合储能解决方案优化:ST系列PCS负责快时间尺度响应,氢储能系统承担慢时间尺度调度。退化成本模型可集成至iSolarCloud平台,实现预测性维护和全生...

Haoru Zhao · Baoshan Zhucd · Chaoyue Wange · Yadong Hanf · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 低水头抽水蓄能（PHES）机组作为中国就地消纳可再生能源政策背景下的一种新型调节设备，其运行稳定性受到转轮内部湍流涡旋演化的显著影响，表现出突出的稳定性挑战。然而，关键涡旋结构与机组不稳定性之间的内在关联机制尚不明确。本研究通过实验与数值模拟相结合的方法，系统地探究了转轮内三维角区涡旋的演化规律及其对水力效率和压力脉动的跨尺度影响。主要研究成果如下：（1）建立了涡旋强度与效率损失之间的定量关联关系，揭示出涡旋强度每增加10 s−1，水力效率下降1.33个百分点；（2）基于刚性涡量输运方程实...

解读: 该低扬程抽水蓄能研究揭示的涡旋-压力耦合机制对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。研究中涡旋强度与效率损失的量化关系(10s⁻¹涡强对应1.33%效率损失)可应用于ST系列PCS和PowerTitan液冷系统的流场优化设计,通过抑制冷却通道内角涡旋降低泵送功耗。反相耦合机制揭示的能量级联路径为储能系统...

Zimu Wang · Zhiqiang Yin · Jinyu Yang · Jiangjiang Wang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 数据中心工作负载的快速扩张对能源可持续性提出了严峻挑战。在数据中心中，分布式能源系统（DES）常面临较高的运行成本和可再生能源出力波动的问题，而不间断电源（UPS）系统的储能潜力则未被充分利用。为应对这些挑战，本研究提出了一种将储能增强型不间断电源（EUPS）与DES相集成的三层优化框架。该框架旨在最小化运行成本、优化可再生能源利用率，并提升系统稳定性。第一层通过容量规划最小化年化投资成本；第二层建立运行调度策略，以平衡成本效率与可再生能源的消纳；第三层采用模型预测控制（MPC）对EUPS...

解读: 该三层优化框架对阳光电源数据中心储能解决方案具有重要价值。研究中的EUPS系统与我司ST系列PCS及PowerTitan储能系统高度契合,可通过MPC实时控制降低SOC波动18.04%,提升系统寿命。三层架构(容量规划-调度策略-实时控制)可集成至iSolarCloud平台,结合我司三电平拓扑技术优...

Fang Cheng · Hui Liu · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 缩短充电时间（CT）同时维持锂离子电池（LIBs）的热安全与健康状态管理，对于提升电动汽车的实用性至关重要。然而，传统的基于机理的充电策略优化方法存在计算负担重、搜索空间高维以及多目标冲突等问题，导致其在广泛应用中面临瓶颈。为克服上述问题，本文首先构建了一种基于机理的电-热-老化耦合模型用于数据集生成。随后，提出一种基于元特征的异构集成代理模型（MetaHES），以更好地适应在荷电状态分阶段恒流充电（SMCC）策略下多样化的充放电性能特性。此外，引入一种改进的约束多目标哈里斯鹰优化算法，结...

解读: 该锂电池充电策略优化技术对阳光电源储能系统和充电桩产品具有重要应用价值。其异构集成代理模型可显著降低ST系列PCS和PowerTitan储能系统的电池管理算法计算负担,多目标优化算法能在充电时间、热安全和电池寿命间实现最优平衡。特别是多阶段恒流充电策略可直接应用于EV充电站快充技术,提升充电效率两个...