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多孔介质热化学储能反应器中的辐射传热与结构优化
Radiative heat transfer and structural optimization in porous media thermochemical energy storage reactor
Danni Ma · Bachirou Guene Lougo · Shuo Zhang · Boxi Geng 等10人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301
摘要 基于金属氧化物氧化还原循环（MORC）的热化学储能（TCES）反应器对于将间歇性可再生能源整合到高温应用中至关重要。然而，其性能常受到复杂的多物理场耦合作用和不足的热管理能力的限制。本研究采用经过验证的二维轴对称多物理场模型，对多孔填充床反应器中的传热过程进行了全面分析。结果表明，显著降低保温层热导率可使多孔介质平均温度几乎提高一倍，但会牺牲径向温度均匀性。当传热流体入口温度超过1000 K时，辐射传热显著增强，占总热通量的比例可达90%，而提高流速仅带来微弱的对流传热增益。较低的孔隙率可...
解读: 该热化学储能研究对阳光电源ST系列储能系统的热管理优化具有重要参考价值。研究揭示的辐射传热主导机制(占比达90%)及多物理场耦合建模方法,可应用于PowerTitan等大型储能系统的热仿真设计。其结构优化策略——通过调整介质半径提升核心温度6%、优化绝缘设计获得10.2%性能提升,可指导PCS功率模...
一种用于短期光伏发电功率预测的三阶段混合模型
A three-stage hybrid model for short-term photovoltaic power prediction
Xiuying Yan · Yutong Caob · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301
准确预测光伏发电功率对于可再生能源的调度至关重要。为在气象条件波动的情况下提高预测精度，本文提出了一种用于短期光伏发电功率预测的三阶段混合模型，该模型融合了相似日优化、多级信号处理和混合预测方法。首先，将历史数据划分为多个时间段，并采用基于主成分分析-牛顿-拉夫逊优化器-K-means++（PCA-NRBO-K-means++）的聚类算法识别各时间段内不同的天气类型；在同一天气类型中选取与目标日相似的时间段，并重构相似日数据集。其次，通过变分模态分解-模糊熵（VMD-FE）与自适应噪声完备集合经...
解读: 该三阶段混合预测模型对阳光电源iSolarCloud智慧运维平台及ST系列储能变流器具有重要应用价值。通过PCA-NRBO-K-means++聚类算法实现相似日优选,结合VMD-FE和CEEMDAN-FE多层信号分解,可将光伏功率预测RMSE降低72.4%,显著提升SG系列逆变器与PowerTita...
一种用于长期光伏和风电功率预测的细粒度频率分解框架
A fine-grained frequency decomposition framework for long-term photovoltaic and wind power forecasting
Peng Suna · Tingxiao Dinga · Jin Sua · Yuhan Yanga 等8人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301
准确预测太阳能和风能对于实现高效的电网集成至关重要。然而，现有的机器学习和深度学习方法在处理复杂且变化多端的时间序列数据时面临若干挑战，例如通用性有限、泛化能力不足，以及难以平衡计算效率与预测精度之间的关系。为应对这些挑战，本研究提出了一种细粒度频率分解框架（FDF），并设计了一种基于小波变换与下采样策略（连续采样和间隔采样）的序列分解方案。该框架旨在深入挖掘时间序列中的复杂时序模式，并充分捕捉长距离依赖关系。具体而言，FDF首先利用小波变换将原始时间序列分解为多个不同频率的分量；随后，对每个分...
解读: 该细粒度频率分解框架对阳光电源iSolarCloud智慧运维平台及储能系统具有重要应用价值。通过小波变换与采样策略结合,可显著提升光伏功率预测精度(MAE降低7.65%),同时保持轻量化特性(0.29M参数)。该方法可集成至ST系列PCS的功率预测模块,优化PowerTitan储能系统的充放电策略制...
选择有效的NWP集成方法以实现基于深度学习的光伏功率预测
Selecting effective NWP integration approaches for PV power forecasting with deep learning
Dayin Chenab · Xiaodan Shie · Mingkun Jiang · Shibo Zhuab 等8人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301
准确预测光伏发电功率对于可靠的能源调度和系统运行至关重要。尽管深度学习模型在该领域已展现出强大的能力，但如何有效地将数值天气预报（NWP）数据融入此类模型仍然是一个具有挑战性的问题。在本研究中，我们提出并系统评估了五种不同的NWP集成策略——分别称为方法1至方法5——以提升光伏发电预测性能。这些方法在14种代表性模型和四个预测时间范围（4、24、72和144步）上进行了测试，涵盖了短期、中期和长期预测场景。实验结果表明，每种集成方法的有效性取决于模型结构和预测时间范围。特别是，在短期预测中，方法...
解读: 该研究系统评估了五种NWP数值天气预报与深度学习模型的集成策略,对阳光电源iSolarCloud智慧运维平台的光伏功率预测模块具有直接应用价值。研究发现Method 5适配LSTM短期预测、Method 4适配Transformer长期预测的结论,可优化SG系列逆变器的发电预测算法。精准的多时间尺度...
漂浮式光伏热交换机制及其与水动力和水温模型耦合的研究
Research on floating photovoltaic heat exchange mechanism and coupling with hydrodynamic and water temperature model
Linlin Yan · Jijian Liana · Ye Yaoc · Chao Maab 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301
摘要 全球漂浮式光伏（FPV）产业正经历加速扩张，这给水环境影响的定量评估以及用于数值模拟的预测性计算框架的发展带来了关键挑战。本研究通过建立FPV组件的热交换机制模型，并实现与开源水动力及水温软件的时空耦合模拟，填补了上述研究空白。基于模型的适用性，本文分析了组件温度、输出功率和水温对关键参数的敏感性。随后，以南水北调中线工程张河节制闸南段为案例开展研究，预测了部署FPV后组件的输出功率、组件温度以及水体温度的变化情况。FPV组件的最佳倾角随时间变化，使得年发电量最大的最优倾角确定为26°。F...
解读: 该研究对阳光电源浮式光伏系统具有重要价值。热交换机制模型可优化SG系列逆变器的温度管理策略,通过精准预测组件温度提升MPPT效率。水温耦合模型为iSolarCloud平台提供环境影响评估功能,支持漂浮电站智能运维。研究显示最优倾角26°可实现年发电量最大化,为PowerTitan储能系统在水上光伏场...
基于迎风侧首排数据与深度学习的长跨柔性光伏阵列风压分布预测
Prediction of wind pressure distribution on long-span flexible photovoltaic arrays using windward first row data and deep learning
Hehe Rena · Haoyue Liua · Shitang Kea · Wenxin Tiana 等8人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.298
摘要 长跨柔性光伏（PV）结构是解决“光伏+”发展挑战的关键方案之一。然而，其大跨度、轻质、低刚度和高离地间隙等特性加剧了风致振动效应，使得风荷载成为结构设计中的关键因素。鉴于风压试验中风压数据具有空间分布特征且测点数量受限，本文提出一种全卷积网络（FCN）模型，该模型在卷积神经网络（CNN）框架内融合多尺度特征与跳跃连接结构，利用柔性光伏阵列首排的风压场数据来预测整个光伏阵列的风压分布。结果表明，所预测风压的相对误差约为9%，预测值与实际风压之间的相关系数超过0.95。这说明该FCN模型能够有...
解读: 该风压预测技术对阳光电源大型地面光伏电站的结构设计具有重要价值。针对渔光互补、农光互补等'光伏+'场景中采用的大跨度柔性支架系统，该深度学习模型可通过少量迎风侧测点数据预测整体风压分布，优化支架结构设计，降低风洞试验成本。可应用于SG系列逆变器配套的柔性支架系统选型，指导PowerTitan储能系统...
基于刚体与气弹模型风洞试验对比的大跨度柔性光伏支架结构风致振动响应气弹效应研究
Research on aeroelastic effect of wind-induced vibration responses of large-span flexible photovoltaic support structure based on wind tunnel experiment comparison of rigid body and aeroelastic model
Yan Qin · Shitang Keab · Boyang Wangb · Hehe Renb 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.296
摘要 与固定式光伏（PV）支架结构相比，大跨度柔性光伏支架结构（LSFPS）在强风作用下极易产生显著的变形和位移，导致其气弹效应不可避免。在此情况下，将刚体测压试验与有限元分析（FEA）相结合的单向流固耦合（FSI）方法无法准确预测风致振动响应。此外，现有的LSFPS气动弹性风洞试验面临模型缩尺复杂和测量技术受限的挑战。因此，迫切需要发展一种高精度的气弹实验方法，以系统探究气弹效应对LSFPS风致振动的影响，并通过评价系数量化其影响程度。为此，本研究提出了一种集成气动-刚度-质量缩尺的LSFPS...
解读: 该大跨柔性光伏支架气动弹性研究对阳光电源SG系列逆变器和智能运维系统具有重要价值。研究揭示的气弹效应会改变支架动态响应特性,直接影响组件应力分布和MPPT优化效果。建议将风振响应数据集成到iSolarCloud平台,建立基于气弹修正系数的预测性维护模型,优化大型柔性支架电站的逆变器配置策略。研究提出...
一种多因素参与的建筑一体化发电系统性能评估
Multi-factors-engaged performance assessment on a unique building integrated power generation system
Yicai Yan · Na Zhu · Xudong Zhao · Zhenyu Luo 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.294
摘要 本研究提出了一种独特的建筑一体化发电系统，该系统集成了光伏（PV）电池、热电发电机（TEG）模块、季节可调的微通道热管（MCHP）阵列以及形状稳定的相变材料（PCM）板，命名为PV-MHCP-PCM-TEG系统，旨在同时提高光伏和热电发电机的效率。三通阀可根据气候条件自动调节其流向，MCHP阵列与PCM板的结合可增强传热效果并降低光伏电池的温度。首先，在中国武汉通过实验建立并验证了该系统的数学模型；随后，对该独特的建筑一体化发电系统开展了多因素参与的性能评估；最后，分析了PCM板对PV-M...
解读: 该光伏-热电-相变储能耦合系统对阳光电源ST储能系统和SG逆变器产品线具有重要启示。研究中的三通阀季节性调控策略可借鉴至PowerTitan液冷系统的智能热管理,相变材料(PCM)温控技术可优化储能电池热管理方案。系统通过微通道热管阵列实现PV温度降低26.8℃、发电效率提升10%,验证了热电联供在...
用于提升光伏性能的梯度结构Cs2AgBiBr6碳基双钙钛矿太阳能电池的设计与模拟
Design and simulation of gradient-structured Cs2AgBiBr6 carbon-based double perovskite solar cell for boosting photovoltaic performance
Weiqiang Yang · Wenjun Li · Qiulin Liu · Yan Jin · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.290
摘要 Cs2AgBiBr6是最早被研究用于解决钙钛矿太阳能电池（PSCs）毒性和不稳定性问题的双钙钛矿材料之一。然而，空穴传输层（HTL）的不稳定性、载流子扩散长度有限、界面缺陷丰富以及空穴提取效率低下，导致器件性能不理想。本文提出一种新型无HTL的Cs2AgBiBr6碳基双钙钛矿太阳能电池（C-DPSC），以提升器件性能。通过Solar Cell and Capacitance Simulator（SCAPS）优化吸光层厚度、梯度结构（掺杂梯度、缺陷梯度和能带梯度）、平均掺杂浓度以及界面缺陷密...
解读: 该Cs2AgBiBr6无铅双钙钛矿电池技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及储能系统具有前瞻价值。研究中的梯度能带结构优化、缺陷容忍度提升(10^16 cm^-3)及内建电场增强机制,可为我司MPPT算法优化提供理论支撑。18.21%的转换效率突破及无HTL碳基结构设计,启发PowerTitan储能系统...
长期测试研究：抗拉ETFE、PTFE和PVDF膜结构集成薄硅基光伏组件
Long-term testing study of tensile ETFE, PTFE and PVDF membrane structure integrated thin Si-PV
Yongsheng Yan · Wujun Chen · Jianhui Hu · Iqra Tariq · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.289
摘要 光伏膜结构将膜材与柔性光伏板相结合，可利用太阳能发电，同时实现柔性化与轻量化设计。然而，在光伏一体化发展的过程中，膜结构面临一些问题，例如能量转换效率较低，以及光伏组件与结构在长期使用中的一体化可靠性问题。因此，本文描述并测试了一种新型的、集成高效柔性薄硅基光伏（Si-PV）电池的膜材料，以探究在不同太阳辐射条件下转换效率与温度之间的关系。通过单轴拉伸试验，研究了该新材料在太阳辐射环境下的力学性能，结果表明其具备良好的工程应用力学特性。本文还设计并建造了一座集成光伏功能的膜结构原型建筑，该...
解读: 该膜结构集成薄膜光伏技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及智能运维系统具有重要参考价值。研究揭示的光伏转换效率与温度、辐射关系可优化我司MPPT算法的温度补偿策略;三种膜材料的长期可靠性测试数据可指导柔性光伏场景的逆变器环境适应性设计;膜结构原型的多参数监测方案与iSolarCloud平台的预测性维护功...
通过光谱椭偏仪和外量子效率监测不同有机空穴传输层窄带隙钙钛矿太阳能电池的降解行为与载流子收集损失
Monitoring degradation and carrier collection losses of narrow bandgap perovskite solar cells with different organic hole transport layers by spectroscopic ellipsometry and external quantum efficiency
Marie Solange Tumusang · Lei Chen · Madan K.Mainal · Bailey M.Fry 等9人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.288
摘要 窄带隙有机-无机铅卤钙钛矿由于具有低成本、易于合成以及高效率等优势，在光伏领域受到了广泛关注。为了实现商业化应用，选择合适的电荷传输层并评估器件的稳定性与优化至关重要。本文利用光谱椭偏仪测量技术，研究了在环境空气中老化的、分别采用聚(3,4-亚乙二氧基噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）、聚[3-(6-羧己基)噻吩-2,5-二基]（P3CT）和聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]（PTAA）作为空穴传输层（HTLs）的封装型窄带隙锡-铅钙钛矿太阳能电池的降解行为。结果表...
解读: 该窄带隙钙钛矿电池载流子收集损耗研究对阳光电源SG系列光伏逆变器MPPT优化具有重要参考价值。研究揭示P3CT和PEDOT:PSS空穴传输层可实现90%载流子收集效率,比PTAA高8%,转换效率提升2.6-4.8%。这为阳光电源开发高效率光伏组件匹配算法、优化前端接触界面损耗监测提供理论依据,可应用...
原位设计的三元异质结阵列用于高光电效率染料敏化太阳能电池
In-situ engineered ternary heterojunction arrays for high photoelectric efficiency dye-sensitized solar cells
Haoran Yan · Jialin Chena · Junjie Xiaa · Shirong Huang 等9人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301
摘要 本研究通过多步水热法构建了一种新型的、高度有序的ZnIn2S4@Ti3C2 MXene/TiO2分级异质结构阵列，并将其用作高性能染料敏化太阳能电池（DSSCs）的光阳极。电子显微分析结果证实了该多维结构的精确形成。优化后的DSSC器件实现了高达8.01%的功率转换效率（PCE）和73.9%的优异填充因子（FF），相较于原始TiO2纳米线基器件提升了28.6%。这一显著提升源于多种协同机制：引入ZnIn2S4（ZIS）有效增强了可见光范围内的光吸收能力；同时，导电MXene介质的引入促进了...
解读: 该三元异质结光阳极技术通过MXene中间层构建双异质结和肖特基势垒,实现8.01%光电转换效率和73.9%填充因子,对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT优化算法具有启发意义。其电子传输网络设计和载流子寿命延长机制可应用于PowerTitan储能系统的功率转换效率提升,特别是在抑制电荷复合方面与ST...
四芳基噻吩并噻吩：染料敏化太阳能电池中抑制电荷复合的高效宽隙染料核心
Tetraarylthienothiophene: An efficient charge recombination-suppressed center for wide-gap dyes in dye-sensitized solar cells
Yi-Qiao Yan · Yi-Zhou Zhu · Jian-Yu Zheng · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.289
为了应对在染料敏化太阳能电池中共敏化过程中，辅助染料因光谱响应受限而在提升短路电流密度（JSC）的同时维持高开路电压（VOC）所面临的挑战，设计并合成了三种具有不同三苯胺（TPA）电子给体和噻吩并[3,2-b]噻吩（TT）π-桥修饰的宽隙有机染料YYQ11–13。与未修饰的参照染料D1π6A1相比，在TPA给体外围引入常规的己氧基链（YYQ11）可使功率转换效率（PCE）提高10%；而将TT核心转变为四芳基噻吩并噻吩（TATT）中心（YYQ12）则可使PCE提升30%。当同时结合上述两种修饰策略...
解读: 该染料敏化太阳能电池技术通过四芳基噻吩并噻吩(TATT)中心抑制电荷复合,实现开路电压与短路电流同步提升,对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT优化算法具有启发意义。其三维结构抑制载流子复合的机制可借鉴于SiC/GaN功率器件的栅极驱动优化,降低开关损耗。共敏化策略与多MPPT通道协同控制理念契合,...