Yihan Chena · Mingyao Maa · Wenting Maa · Xilian Zhoua 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 随着光伏发电的快速发展，光伏组件的精确故障诊断与输出特性表征已成为关键挑战。现有的光伏模型通常缺乏实时适应性，限制了其在复杂且动态运行条件下的有效性。为克服这些局限性，本文提出了一种专为光伏组件设计的新型四层数字孪生（DT）模型架构。该框架独特地融合了基于物理信息的分段二极管模型与混合型菌群生长-差分进化（FG-DE）优化算法，实现了高精度建模与鲁棒的多源数据融合。与传统模型不同，所提出的分段二极管模型能够根据变化的故障条件——包括失配与非失配故障——进行动态调整，从而对故障机理和输出行为...

解读: 该四层数字孪生架构对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要应用价值。其分段二极管模型可增强MPPT算法在复杂故障场景下的精准追踪能力,98.49%的故障诊断准确率可直接集成至预测性运维系统。混合优化算法与虚拟同步层的实时数据融合机制,能显著提升1500V大型电站的组件级监控精...

Doaa Khodair · Ahmed Saeedc · Ahmed Shaker · Mohamed Abouelattaf 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 钙钛矿太阳能电池（PVSK-SCs）是一种具有前景的光伏（PV）技术，有望以低于当前市场主流技术的成本实现更高的功率转换效率（PCE）。单结太阳能电池的PCE受到Shockley-Quiesser（S-Q）极限的限制。由于通过创新设计能够突破这一限制，叠层太阳能电池（TSCs）被广泛视为光伏产业的下一代发展方向。为了在更宽的波长范围内吸收光，这些结构结合了多种具有显著不同带隙的光吸收材料，使其吸收特性相互补充。卤化物钙钛矿（PVSK）吸收材料的发展使得构建更高效率的TSC成为可能。钙钛矿已...

解读: 钙钛矿/硅叠层电池技术突破单结电池效率极限，对阳光电源SG系列光伏逆变器及ST储能系统具有重要战略意义。2-T单片式与4-T机械堆叠方案的效率提升，要求逆变器具备更宽MPPT电压范围和更高转换效率以匹配高效组件。建议在1500V系统架构中预留兼容性设计，优化SiC功率器件拓扑以降低高压损耗，并通过i...

Zhiwei Liab · Zhen Lib · Shiwei Gongb · Zhichao Wangb 等14人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 背接触（BC）太阳能电池由于其背面交错排列的PN结结构，表现出较低的反向偏压特性。现有文献和市场普遍认为，BC组件在局部遮挡条件下相较于正面接触组件（如TOPCon）具有更高的功率输出优势，原因是BC电池背面的PN结可发生软击穿导通。然而，本研究系统地探讨了这一结论的适用性，发现BC组件在遮挡场景下的输出性能优势仅限于特定条件。通过模拟实际现场遮挡条件（单电池遮挡、短边整行遮挡和长边整行遮挡）的对比实验，我们发现只有当一个子串中少于三个电池被遮挡时，BC组件的性能才优于TOPCon组件。这...

解读: 该研究揭示BC组件遮挡优势仅在子串少于3片电池遮挡时显现,对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT优化策略具有重要指导意义。建议针对BC与TOPCon组件差异化调整旁路二极管激活阈值(-15V)检测算法,在大型地面电站长短边遮挡场景下统一MPPT扫描策略以降低计算负荷。该边界条件可集成至iSolarC...

M.Agouri · H.Fatihi · H.Ouhenou · N.Khossossi 等7人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 开发稳定、无毒且高效率的钙钛矿材料对于推动下一代光伏技术的发展至关重要。尽管已有大量卤化物双钙钛矿被研究，但许多材料存在间接带隙或光电性能可调性有限的问题。在本研究中，我们采用第一性原理计算方法系统研究了基于铷的双钙钛矿Rb2NaTlBr6的结构、电子和光学特性。结果表明，该化合物具有1.869 eV的直接带隙，并表现出强烈的动态和热力学稳定性。值得注意的是，通过施加拉伸应变工程可系统地将带隙降低至1.374 eV，使其落入太阳光吸收的最佳范围，显著增强了其光电响应性能。该材料还展现出高的...

解读: 该铷基双钙钛矿材料研究对阳光电源SG系列光伏逆变器具有前瞻价值。其直接带隙1.869eV及应变工程优化至1.374eV,理论光电转换效率达33%,为下一代高效无铅光伏组件提供材料基础。可启发阳光电源在MPPT算法中预留更宽带隙适配能力,优化1500V系统的电压匹配设计。该材料的高稳定性特征与阳光电源...

José G.Tirado-Serrato · Alfredo Sanchez · Serguei Maximov · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 计算I-V特性曲线对于与光伏组件设计、尺寸确定和仿真相关的任务至关重要，因为它使研究人员能够在变化的天气条件下评估不同光伏技术的性能。一种简单且计算效率高的I-V曲线计算方法是使用显式的超椭圆模型。然而，该模型的参数化过程较为复杂，因其需要数值求解复杂的非线性方程组。针对这一问题，本文提出了用于超椭圆模型参数化的解析方法。开发了两种方法：一种利用最大功率点（MPP），另一种采用I-V曲线上的两个测量点。这些方法通过渐近近似来求解方程，避免了计算密集型的数值技术。该模型在六种光伏技术和18种...

解读: 该I-V曲线超椭圆模型参数化方法对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT优化具有重要价值。通过最大功率点和双点测量的渐近解析方法,可显著提升MPPT算法的计算效率和实时性,误差仅0.0705W且符合IEC EN 50530标准。该技术可集成至iSolarCloud平台,实现不同光伏技术在多变气象条件下...

Yogesh Kumar Sahua · Shrivishal Tripathi · Punya Prasanna Paltani · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 本研究通过密度泛函理论（DFT）计算，系统探究了不同钙掺杂浓度下Ca掺杂HgS（Hg1−xCaxS）化合物在钙含量x从0到1（以0.25为间隔）范围内的功能特性。研究采用广义梯度近似结合Hubbard U修正（GGA+U）方法，并使用Perdew-Burke-Ernzerhof（PBE）泛函，以确保对电子结构的精确预测。引入Hubbard U修正可有效克服传统GGA方法对带隙低估的问题，从而提高电子结构计算的准确性。在HgS中引入钙元素为调控其电子和光学特性以满足高性能光电器件应用提供了有...

解读: 该Ca掺杂HgS带隙工程研究对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要启示价值。研究通过钙掺杂将HgS带隙优化至1.13eV,接近Shockley-Queisser极限,显著提升光伏转换效率。其高吸收系数、低反射率特性可指导阳光电源开发新一代高效光伏组件匹配方案,优化MPPT算法以适配新型半导体材料的I-...

Jie Xua · Jinfeng Liua · Chen Zhua · Qingyun Chenb 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 基于光伏（PV）单二极管模型I–V关系的积分形式，本文提出了一种非迭代线性方法，用于从光伏组件/电池的单条实验I–V曲线中进行参数估计。在附加使用确定性优化算法进行参数精修过程后，在四个常用案例研究中均达到了最佳精度。同时，与其它最先进的方法相比，目标函数评估的计算成本降低了约一个数量级。在部分案例研究中，获得了负的参数估计值及较大的不确定性，这归因于存在缺陷或低质量的输入数据。所采用的不确定性分析框架对应于数理统计中的区间估计，并通过文献中80种方法所报告的参数值的统计评估进一步验证了其...

解读: 该光伏单二极管模型参数估计方法对阳光电源SG系列逆变器的MPPT优化具有重要应用价值。通过积分形式的非迭代线性算法,可将参数估计计算成本降低一个数量级,适合嵌入逆变器实时控制系统。混合目标函数能更精确预测最大功率点,可提升MPPT跟踪精度和发电效率。该方法的不确定性分析框架可用于iSolarClou...

Lakhdar Benahmedi · Anissa Besbes · Radouan Djelti · Samia Moulebhar 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 本文中，我们采用密度泛函理论（DFT）和SCAPS-1D模拟，对卤化物双钙钛矿合金系列Rb2Pt1-xPdxBr6（x = 0.0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0）进行了详细的理论研究，以评估其作为无铅光伏吸收层材料的应用潜力。结构优化结果表明，所有组分均具有良好的稳定性，晶格常数在Rb2PdBr6的11.46 Å到Rb2PtBr6的11.63 Å之间，并随着Pd含量的增加而持续减小，这是由于Pd的离子半径小于Pt所致。电子结构分析揭示了带隙性质的关键转变：母体化合物Rb2Pt...

解读: 该无铅钙钛矿材料研究对阳光电源SG系列光伏逆变器具有前瞻价值。Rb2Pt0.25Pd0.75Br6实现24.04%转换效率和直接带隙特性,为下一代高效光伏组件提供材料基础。其1.10-2.08eV可调带隙特性可优化MPPT算法的宽光谱追踪能力,提升1500V系统在不同光照条件下的发电效率。无铅环保特...

Y.Y.Calderon-Seguraa · G.Burlak · P.Vargas-Chable · M.Tecpoyotl-Torres 等8人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 太阳能电池——特别是有机光伏器件——中的低效率问题以及持续存在的能量损失机制，仍是太阳能研究领域面临的主要挑战。本研究提出了一种集成化的仿真框架，旨在改进太阳能电池内部光子传输和热行为的建模。在不同光子通量条件下，评估了氢化非晶硅（Si:H）的光伏性能与热性能。该方法结合了蒙特卡洛方法（MCM）、有限元法（FEM）以及一种基于链路的改进型蒙特卡洛（MMC）渗流算法，并应用于三维网格几何结构中。仿真结果表明，入射光子中有76.2%被吸收，14.1%被反射，9.7%透过器件。Si:H表现出优异...

解读: 该光子传输与热行为仿真技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及组件选型具有重要参考价值。研究中Si:H材料18.382%的转换效率及热梯度分布特性,可指导我司1500V系统的MPPT优化算法改进,提升光子吸收率建模精度。蒙特卡洛与有限元耦合方法可应用于PowerTitan储能系统的热管理仿真,优化ST系列...

Anioke Afamefuna Ugochukwu · Farhan Ahmad · Munaza Khalid · Muhammad Arslan Alib 等16人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 太阳能光伏（PV）作为一种可再生技术，因其独特优势正日益超越化石燃料及其他可再生能源。近年来光伏电池——作为光伏技术的核心组件——的发展与其材料密切相关，主要包括硅-碳、碲化镉（II−IV族半导体）、砷化镓（III−V族半导体）以及钙钛矿（稀土过渡类金属，RT 3 M）。本综述深入分析了光伏太阳能电池的最新进展，重点关注硅基、钙钛矿以及钙钛矿/硅叠层电池。文章全面考察了影响光伏技术商业化和广泛应用的关键因素，包括转换效率、稳定性、环境影响以及生产成本。目前占据市场主导地位的硅基光伏电池受限...

解读: 该综述系统分析了硅基、钙钛矿及叠层电池的效率提升路径,对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT优化算法具有重要指导意义。钙钛矿/硅叠层电池32%的转换效率突破,要求逆变器具备更宽输入电压范围和更精准的功率追踪能力。建议在1500V系统中集成针对高效新型电池的自适应MPPT策略,并通过iSolarClo...

Haohao Fenga · Yujing Shia · Mifeng Rena · Wenjie Zhang 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 光伏（PV）发电具有高度随机性，概率预测能够有效量化其不确定性。然而，现有的概率预测模型受限于先验分布假设和不完整的表示方式，削弱了其对真实数据生成过程的建模能力，导致预测效果不理想。为解决这一问题，本文提出一种基于B样条-iTransformer-多头交叉注意力（BS-iMCFormer）的无分布假设光伏功率概率密度预测模型。该模型的核心在于：利用B样条拟合通过核密度估计（KDE）获得的概率密度函数（PDF），提取表征PDF特征的控制点以构建系数向量，并将PDF预测转化为系数向量的预测；...

解读: 该无分布假设的光伏功率概率密度预测技术对阳光电源iSolarCloud智慧运维平台及SG系列逆变器具有重要应用价值。基于B样条-iTransformer的混合深度学习模型可集成至预测性维护系统,通过精准量化发电不确定性,优化ST系列储能PCS的充放电策略制定。其KL散度降低54.82%的性能提升,可...

Binbin Yonga · Yanxiang Zhang · Jun Shenb · Aiai Renb 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 太阳能已成为应对全球能源与环境挑战的关键可再生能源。由于气象因素引起的光伏发电随机波动，光伏功率预测仍面临重大挑战，可能引发电网不稳定事件。本文提出了一种名为ConvODE-Mixer的多模态模型，该模型将卷积神经网络（CNN）与神经常微分方程（NODE）相结合，以提高超短期光伏功率预测的准确性。通过融合地面云图（GBCI）和气象数据，ConvODE-Mixer采用多尺度轻量化缩减型空洞空间金字塔池化（LR-ASPP）分割模块来捕捉云层厚度的变化，并引入通道注意力机制对光透射率敏感特征进行...

解读: 该ConvODE-Mixer多模态超短期光伏功率预测技术对阳光电源SG系列逆变器及ST储能系统具有重要应用价值。通过融合地基云图与气象数据,10分钟预测精度显著提升(MSE降低40.45%),可深度集成至iSolarCloud平台实现预测性运维。该技术能优化储能系统充放电策略,配合GFM控制技术提升...

Mandy R.Lewis · Victoria Jancowski · Christopher E.Valdivia · Karin Hinzer · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 随着太阳能发电预计到2030年将占全球电力结构的16%以上，准确的能量产出预测与预报变得至关重要。入射太阳光谱持续变化，导致在阳光偏离参考光谱时产生能量预测误差。本研究量化了双面光伏系统能量产出预测中的光谱误差，展示了瞬时光谱影响范围为−45%至+32%，年度能量产出影响范围为+0.7%至+2.7%。本文针对七个北美地区（39.7–69.1°N）开展了太阳光谱影响分析。我们采用二维视场因子模型，将实测光谱应用于双面固定倾角硅基光伏组件。结果表明，地表反射辐射和散射辐射引起的光谱误差最大，而...

解读: 该光谱辐照度修正研究对阳光电源SG系列逆变器的MPPT算法优化具有重要价值。研究揭示双面组件在漫反射和地面反射场景下存在-45%至+32%的光谱误差,年发电量预测偏差达2.7%。建议将光谱修正模型集成至iSolarCloud平台的发电量预测模块,针对漫反射比超35%地区(占全球75%陆地)的双面组件...

Zhao Zhenabd · Yufei Yang · Fei Wangabc · Nanpeng Yue 等7人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 优异的短期光伏发电功率预测对于制定光伏发电计划及实现电力系统的经济调度至关重要。然而，现有的短期预测方法并未深入探讨输入特征的可解释性，通常依赖静态相关性分析方法处理数值天气预报（NWP）数据，并且常常忽视对功率预测误差进行修正的关键步骤。针对上述三项研究不足，本文提出一种结合基于分解的误差修正机制的动态时空注意力图卷积网络（STAGCN）短期光伏功率预测方法。首先，采用时空重要性模型解释方法对多源NWP数据进行特征提取，识别出对模型预测具有关键作用的特征变量。其次，引入时空特征变换与融合...

解读: 该动态时空注意力图卷积网络光伏功率预测技术对阳光电源iSolarCloud智能运维平台及储能系统具有重要应用价值。通过多源NWP特征提取和误差修正机制,可显著提升SG系列逆变器的发电功率预测精度,优化PowerTitan储能系统的充放电策略制定。该方法的可解释性增强和动态时空建模思路,可集成至预测性...

Chenyang Zhua · Yibo Tua · Qingya Weia · Yue Zanga 等11人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 目前，由于太阳能本身具有变异性与不确定性，受天气条件、一天中的时间以及季节变化等因素影响，光伏发电功率的精确预测仍是一个重大挑战。传统的预测模型往往难以捕捉数据中复杂的时序依赖关系和非线性关系，导致预测精度不理想。为应对这些挑战，本文提出一种新颖的混合方法，结合深度学习与集成学习的优势。采用长短期记忆网络（LSTM）提取时间序列数据中的动态特征，通过捕获短期和长期依赖关系，提供对时序信息的稳健表征。极端梯度提升算法（XGBoost）则利用其强大的非线性建模能力和特征选择技术进一步优化预测结...

解读: 该LSTM-XGBoost混合预测模型对阳光电源iSolarCloud智慧运维平台及储能系统具有重要应用价值。通过捕捉光伏发电的时序依赖性和非线性特征,可显著提升ST系列PCS的功率预测精度,优化PowerTitan储能系统的充放电策略。模型的SHAP可解释性分析有助于增强预测性维护能力,提升SG系...

Wanxing Pua · Shengjie Wanga · Jiapeng Liua · Yahui Wanga 等9人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 添加翅片结构可增强相变储热（LHTES）单元的传热性能。当前关于翅片优化的研究主要集中于单一或多个翅片参数，但翅片优化需要考虑多个参数之间的相互依赖关系。拓扑优化能够在特定条件下直接生成最优的翅片结构，简化设计过程并提升性能。本研究基于变密度法的连续拓扑优化理论，探讨了惩罚指数（1–9）、滤波半径（0.5–3 mm）、投影斜率（1–9）和投影点（0.1–0.9）对拓扑优化（TO）水平翅片的影响。结果表明，选择合适的设计参数对于实现有效的翅片优化至关重要。将环形翅片与拓扑优化的水平翅片进行对...

解读: 该拓扑优化翅片技术对阳光电源储能系统热管理具有重要价值。研究表明优化翅片可缩短65.68%熔化时间,12.5%体积分数达到效率与容量最佳平衡,可直接应用于PowerTitan液冷储能系统和ST系列PCS的相变储热单元设计。拓扑优化方法可简化多参数耦合设计流程,为大容量储能柜温控系统提供高效散热方案,...

Ken Chen · Xue Liab · Kongfu Huab · Junjie Chen 等10人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 太阳能光伏/光热（PV/T）集热器驱动的吸收式制冷系统具有同时发电和制冷的潜力。然而，传统的平板式PV/T集热器存在显著的热损失，特别是辐射和对流损失，导致其难以达到有效驱动吸收式制冷机所需的中高温出口温度。因此，这类系统通常需要辅助热源，从而降低了整体效率和经济可行性。为克服这些局限性，本研究提出并实验验证了两种新型低热损平板式PV/T集热器设计：低发射率PV/T集热器和真空低发射率PV/T集热器。这两种设计通过集成低发射率太阳能电池和真空中间层，在无需聚光或太阳跟踪系统的情况下有效抑制...

解读: 该低热损PV/T集热器技术为阳光电源光储冷联供系统提供创新方向。可结合SG系列光伏逆变器与ST储能系统,构建高效三联供方案:PV/T组件同步输出电能(经逆变器并网)和中高温热能(驱动吸收式制冷),配合储能系统削峰填谷。真空低发射率设计使集热器在80-110°C工况下热损降低75.7%,显著提升系统太...

Shan Jiang · Lei Liu · Jian Yao · Yao Zhao 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 光伏光热热泵（PVT-HP）系统能够同时发电和提供热能，为建筑能源需求提供了一种综合性的可持续解决方案。本研究提出了一种新型级联式PVT-HP系统的设计、制造及其实验性能评估，该系统集成了48块PVT模块，旨在实现高效的家用热水供应和住宅供暖应用。实验装置用于评估PVT-HP系统的热电联产性能以及CO2（R744）热泵的供暖性能。PVT-HP系统在家用热水生产方面表现出优异的全年热电联产性能，这一结论基于涵盖不同季节的27个代表性实验案例。选取一个典型的春季日案例来展示其显著的供暖性能，在...

解读: 该级联光伏光热热泵系统对阳光电源户用光伏及储能产品线具有重要启示。系统实现COP 6.0及20.3%光电效率,验证了PVT-HP多能互补架构的优越性。可结合SG系列户用逆变器与ST储能系统,通过MPPT优化算法提升光伏发电效率,利用iSolarCloud平台实现热电联供的智能调度。CO2热泵产90°...

Mohamad Shukorbin Abdul Rahim · Mohammad Faridun Naim bin Tajuddin · Mohd Sazli Saadb · Md Hasanuzzaman 等7人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 光伏（PV）组件是太阳能系统中的关键组成部分，但由于强烈的太阳辐照，尤其是在马来西亚等赤道气候条件下，会产生大量热量，显著限制其效率。这种过热不仅降低了电能转换效率，还加速了光伏组件的老化，导致使用寿命缩短以及维护成本上升。本研究提出一种基于正弦余弦算法（Sine Cosine Algorithm, SCA）优化的自适应自整定模糊-PID控制器，用于调控主动式水冷系统，以提升光伏系统的性能。正弦余弦算法因其在搜索过程中具备良好的探索与开发平衡能力，能够有效避免陷入局部最优，并收敛至全局最优...

解读: 该自适应模糊PID温控技术对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。研究验证的12.2%功率提升与温度管理直接关联MPPT优化效率,可启发逆变器热管理设计改进。动态冷却策略可集成至iSolarCloud平台实现预测性维护,通过实时温度监测延长组件寿命。该算法的探索-开发平衡机制对PowerTit...

Shubham Jaina · Ikhtedar Husain Rizvi · K. Ravi Kumar · Dibakar Rakshit 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 本研究的需求源于目前可用于单一热源运行并能向多种终端应用提供稳定多温位热输出的热能储存系统的有限性。为实现这一目标，开发了一种采用壳管式多管结构的新型两级级联潜热储能装置。该系统专门设计用于支持由三个专用烹饪单元组成的室内烹饪装置：烹饪板、煎锅和煮食容器，各单元需在不同的工作温度下运行。测试过程中，储能系统分别持续向上述三个烹饪单元提供473 K、452 K和373 K的热量，使烘焙、煎炸和煮沸操作分别在4分钟、4分钟和13分钟内完成。从级联潜热储能系统第一阶段和第二阶段回收的总能量分别为...

解读: 该级联相变储热技术为阳光电源储能系统提供了多温度梯度利用的创新思路。其55.82%的循环热效率和多级能量输出模式,可启发PowerTitan储能系统在工商业场景中实现分级供能优化。级联储能架构与ST系列PCS的模块化设计理念契合,可通过多温区热管理技术提升电池储能系统的温控效率。该研究中的相变材料非...