Faridoddin Hassani · Aref Khorrami · Ali Golshani · Afshin Kouhkord 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301

摘要 全球能源需求不断增长，化石燃料日益枯竭，加之环境问题受到越来越多的关注，这些因素共同推动了向可再生能源转型的必要性。在众多可再生能源技术中，太阳能因其资源丰富且可持续性强而成为最具前景的选项之一。在光伏/热能（PV/T）系统中，多余的热量被传递给空气或水等冷却介质，以调节电池的工作温度。本文提出了一种智能化且可调控的框架，用于高效PV/T热力系统的设计。该框架首先构建PV/T单元的参数化设计，随后建立实验设计（DoE）模块。在当前模型中，参数化设计包含三个变量，并采用了面心中心复合设计方法...

解读: 该PV/T智能优化框架对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要参考价值。研究通过机器学习算法实现电效率从12.4%提升至13.2%,其多目标优化思路可应用于我司MPPT算法改进和热管理设计。特别是Reynolds数与Nusselt数的关联分析,可指导逆变器散热系统优化,降低功率器件温升,提升SiC/IG...

Jiasong Liab · Peiwang Zhua · Jiaquan Zhanga · Xiangyu Xie 等9人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301

摘要：结合储热技术（TES）的聚光太阳能发电（CSP）系统可提高可再生能源的稳定性和可靠性。基于颗粒介质的CSP方案因其高温稳定性及设计灵活性而具有显著优势。流化床颗粒换热器在颗粒侧具有较高的传热系数，从而提升了整体传热性能。然而，由于流化床内颗粒运动具有随机性，理解不同位置的热力学参数对于建模传热过程——以及在热化学颗粒换热器中建模化学反应——既具挑战性又至关重要。本研究基于计算流体动力学与离散元方法耦合模型（CFD-DEM）以及基于马尔可夫链的统计模型，建立了一种流化床颗粒输运模型。空床启动...

解读: 该流化床储热技术为阳光电源PowerTitan储能系统提供高温热储能方向参考。CFD-DEM耦合建模方法可应用于ST系列PCS热管理优化,提升功率器件散热效率。颗粒传热的马尔可夫链统计模型对储能系统热失控预测具有启发意义,可集成至iSolarCloud平台实现预测性维护。多级流化床高传热系数特性为大...

Xiaoqing Gaoa · Jiang Ying · Zhimin Yang · Yi Liu 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.299

摘要 随着对光伏（PV）发电引起的气候效应研究不断深入，数值模拟已成为不可或缺的研究手段。然而，现有的参数化方案仍存在局限性，尤其是在地表反照率的表征方面。为弥补这一不足，本研究基于2020年4月至8月在新疆五家渠一处PV-戈壁复合下垫面获取的观测数据，分析了光谱辐射特征及地表反照率的变化规律。结果表明，入射太阳辐射在光谱上呈现近红外（NIR）>可见光（VIS）>紫外（UV）的层级结构，其对总短波辐射的贡献率分别为57.4%、38.4%和4.1%。各光谱波段均表现出受天气过程驱动的同步波动特征。...

解读: 该研究通过光谱辐射观测和机器学习建立的地表反照率参数化模型,对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT优化算法具有重要参考价值。研究揭示的太阳高度角、相对湿度、组件温度三因素耦合机制,可用于优化iSolarCloud平台的发电功率预测模型,提升预测精度。特别是光伏-戈壁复合地表反照率特性(0.139)显...

Leyi Miao1 · Guijia Zhang1 · Shiquan Shan · Zihui Xu 等7人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.297

摘要 为实现全光谱太阳能的级联转换以及电能与热能互补制氢，本研究提出一种新型太阳能三波段光谱分束光伏-光热驱动固体氧化物电解池（SOEC）制氢系统。基于不同光能品质对太阳光谱进行三波段分束，分别用于光伏发电和聚光集热，所产生的电能与热能共同输入SOEC系统。本研究建立了太阳能光谱分束与SOEC耦合系统的热力学模型，系统研究了SOEC运行参数（包括工作温度和电流密度）以及光谱分束参数（包括聚光比和光谱分束波长）对系统太阳能至氢能转换效率的耦合影响。在参数优化后，系统在所研究条件下最大能量效率达到4...

解读: 该光谱分频光伏-光热耦合制氢技术为阳光电源SG系列光伏逆变器与储能系统集成提供创新方向。通过三波段光谱分频实现47.38%太阳能制氢效率,比非分频系统提升5-7个百分点,验证了多能互补策略的有效性。其SOEC电热协同控制思路可借鉴至PowerTitan储能系统的能量管理优化,特别是在光伏直流耦合制氢...

Yueer Heab · Xingwen Xia · Nyuk Hien Wongc · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.296

摘要 太阳能光伏（PV）面板是实现城市碳中和最具可行性的选择之一。当前光伏转换效率通常低于20%，导致大量余热释放，进而影响局部环境条件。微气候变量如空气温度和风速会影响光伏组件的传热过程及转换效率，这些效应可能进一步加剧城市热环境并降低光伏转换效率。尽管现有研究主要集中于环境变量对光伏性能的影响，局部气流场与光伏系统之间复杂的相互作用仍需深入探究。本研究旨在建立一种新型耦合模型，将光伏面板内部的传热与发电过程与局部气流场进行整合，从而在不同环境条件下更准确地预测光伏系统的性能。为此构建了缩尺物...

解读: 该动态耦合模型对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要应用价值。通过精准预测局部气流场对组件温度和发电效率的影响(误差<8.58%),可优化MPPT算法的温度补偿策略,提升逆变器在复杂微气候下的转换效率。模型可集成至iSolarCloud智能运维平台,实现基于气象-热场耦合的...

Huiquan Liu · Hao Luab · Wenjun Zhaoc · Zunshi Han 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.296

摘要 近年来，太阳能作为一种关键的可再生能源，在全球范围内得到了广泛应用。然而，灰尘颗粒在光伏（PV）组件表面的沉积会降低发电效率，特别是在易积尘地区尤为显著。为了更深入地理解颗粒沉积与再悬浮的行为特征，本研究建立了一种耦合计算流体动力学–离散元方法（CFD-DEM）的多物理场模型。该模型综合考虑了颗粒的沉积与再悬浮过程，能够捕捉包括碰撞、滚动、滑动、反弹以及再悬浮在内的颗粒动力学行为。研究探讨了风速U_Hp、颗粒直径d_p和组件倾角θ对再悬浮率及其对光伏...

解读: 该研究揭示了光伏组件灰尘沉积与再悬浮机理,对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud智能运维平台具有重要价值。研究发现140°倾角、5.2m/s风速下100-300μm颗粒再悬浮率达99.7%,功率损失恢复率达99.6%。可应用于:1)优化MPPT算法,基于环境参数动态补偿灰尘损失;2)增...

Bohan Hao · Yemao Wang · Liyao Xi · Yulong Zhao 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.293

在聚光光伏-相变材料-热电发电机（CPV-PCM-TEG）系统的相变材料区域中引入高导热翅片可显著提升光伏发电和废热回收性能。本研究对相变材料内的翅片结构进行了拓扑优化，并采用固体各向同性材料惩罚法（SIMP方法）得到了三种拓扑翅片结构。随后建立了CPV-PCM-TEG系统的数值模型，用以研究这些拓扑翅片对系统整体性能的影响。结果表明，与直翅片相比，拓扑翅片能够进一步降低相变材料的热阻，使CPV温度降低15.68 K，CPV输出功率提高10.52%，同时TEG输出功率增加4.56%。然而，在无太...

解读: 该CPV-PCM-TEG集成系统的拓扑优化技术对阳光电源光储融合方案具有重要借鉴价值。研究中的相变材料热管理与拓扑优化翅片设计,可应用于ST系列储能变流器及PowerTitan系统的热管理优化,降低功率器件工作温度15K以上,提升系统效率10%。特别是其废热回收理念,可与SG系列光伏逆变器结合,通过...

Xiaokang Liu · Hongrong Shi · Dazhi Yang · Xiaolong Chen 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.290

摘要 气候变化缓解迄今仍是全球可持续发展的一项紧迫议题。气候变化可能改变极端天气事件的发生频率和强度，进而影响太阳能和风能发电。本研究采用10个CMIP6模型的数据，估算在全球碳中和关键时期（2040–2064年）三种不同共享社会经济路径（SSPs）下全球风能和光伏发电潜力的潜在变化。结果表明，在中欧地区，光伏发电潜力（PV POT）在SSP245情景下增加8%，极端低光伏发电日数（PV10）减少10天；而在阿拉伯半岛，PV POT下降4%，PV10则增加16天。对于风力发电（WP），在南俄罗斯...

解读: 该研究揭示气候变化下风光出力时空异质性,对阳光电源风光储融合系统具有重要价值。针对极端低出力事件(如阿拉伯半岛PV10增加16天、美国东部风电下降35%),ST系列储能变流器可通过长时储能平抑波动;SG系列光伏逆变器需强化MPPT算法应对辐照变化;PowerTitan系统可基于SSP情景预测优化容量...

Jianqing Lin · Xianglong Chen · Lei Han · Gang Wang · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.290

摘要 优化系统结构并引入分光技术是提升聚光太阳能光伏/热（PV/T）系统运行性能的有效策略。本研究提出了一种基于分光技术的两级聚光PV/T系统，并采用光-热-电全耦合的方法对系统进行分析。首先，利用蒙特卡洛光线追踪（MCRT）方法验证所建立的离散坐标（DO）辐射模型的可靠性。随后，将获得的定量结果作为体热源应用于三维流动传热模型中。最后，对两级聚光纳米流体PV/T系统在不同运行条件下的运行特性进行了参数化研究。结果表明，由二维DO辐射模型获得的辐射通量与MCRT方法所得结果具有良好的一致性。在三...

解读: 该光热电全耦合分光PV/T技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及智能运维系统具有重要价值。研究中的多物理场耦合建模方法可应用于逆变器热管理优化,提升MPPT算法在复杂光热条件下的追踪精度。串并联运行模式对比分析为储能系统ST系列PCS的拓扑优化提供参考,特别是在光储一体化场景中平衡电效率(22.13%)...

Zhenjie Wan · Jinjia Wei · Jikang Su · Mumtaz A.Qaisrani 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.286

摘要 空腔接收器被认为是适用于下一代聚光太阳能发电（Concentrating Solar Power, CSP）系统的理想选择。然而，由于其工作温度极高且环境条件多变，空腔接收器中的对流热损失较高，并随时间波动，这对系统的光热转换效率和长期稳定运行构成了挑战。在本研究中，首先建立了针对空腔接收器的太阳能-热-流体流动耦合数值模型，研究了不同风向下的对流热损失特性。进一步分析了壁面罩壳的作用，进而提出了一种新颖的适用于空腔接收器的多孔罩壳结构。结果表明，不同风向下空腔内部湍流的产生机制不同，导致...

解读: 该腔体接收器对流散热优化研究对阳光电源光热发电系统具有重要参考价值。研究中的多孔挡板降低50%对流损失的方案,可启发ST系列储能变流器及PowerTitan系统的热管理优化设计。在大功率PCS和SiC/IGBT功率器件散热中,可借鉴多孔介质结构控制气流扰动,降低风冷系统能耗。特别是户外储能集装箱和充...

Paul Adigun · Akinwale T.Ogunrinde · Koji Dairaku · Adeyemi AAdebiyi 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.285

摘要 非洲大陆拥有丰富的太阳能资源，然而气候变化对可再生能源资源的影响仍缺乏充分理解。本研究利用第六次耦合模式比较计划（CMIP6）中的40个模型集合，全面评估了非洲地区关键气候和太阳能参数的未来变化趋势。我们的分析表明，整个非洲大陆将出现显著的变暖趋势，到本世纪末气温升高幅度介于1.0°C至5.0°C之间，具体取决于不同的排放情景。同时，在高排放情景下，非洲西部、中部、东部以及撒哈拉地区的部分区域太阳辐照度预计最多下降10 W/m²，并伴随云量中性或轻微增加，增幅最高达3%。这些变化预计将导致...

解读: 该研究揭示非洲光伏潜力在高排放情景下将下降15%，系统性能比降低2-4%，对阳光电源非洲市场布局具有战略指导意义。建议：1)SG系列逆变器需强化高温适应性设计，优化MPPT算法应对辐照波动；2)PowerTitan储能系统可通过容量冗余设计补偿发电下降；3)iSolarCloud平台应集成气候预测模...

Cunxian Chen · Xiang Liu · Xue Xue · Zihan Lan 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.302

摘要 熔盐储热罐在保障塔式光热发电站（CSP）电力输出稳定性方面发挥着关键作用。然而近年来，多起涉及熔盐储罐的事故频发，造成了巨大的经济损失。这些事故大多数由储罐基础的不均匀沉降引发。本研究基于中东地区一座100兆瓦塔式熔盐光热发电机组，构建了热-力耦合物理模型，用于分析储热罐在多种异常沉降工况下的力学行为。为更真实地评估储罐在接近实际运行条件下的性能表现，结合实测沉降数据，采用响应面方法与多目标优化技术进行了沉降反演分析。结果表明，环形沉降对储罐运行影响相对较小，在所有环形沉降工况下均未出现显...

解读: 该研究对阳光电源光热储能系统具有重要参考价值。熔盐储罐作为光热电站核心部件,其安全性直接影响系统稳定运行。研究揭示的不均匀沉降风险及热-机械耦合分析方法,可应用于ST系列储能系统和PowerTitan产品的结构设计优化。建议在大型储能项目中引入多目标遗传算法进行基础沉降预测,结合iSolarClou...