Barry Johnston · Dlzar Al Kez · S. Francis Sean Mcloon · Aoife Foley · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 北爱尔兰旨在到2030年实现1吉瓦（GW）的海上风电装机容量，以降低能源的碳排放强度。然而，该地区在推进海上风电发展过程中面临诸多挑战，包括政治和地理方面的制约因素。本研究探讨了这些挑战与机遇，重点关注北爱尔兰海上风电部署的技术性与创新性问题。在方法上，本研究采用先进的空间分析技术，对水深、船舶密度、海底底质以及风能资源进行评估，并通过多准则分析整合多种参数，识别适用于不同类型风机基础结构的最佳选址区域。通过对该地区6500平方公里海域的分析，研究发现，由于海洋保护立法、航运及渔业活动的影...

解读: 北爱尔兰海上风电规划研究对阳光电源储能及风电变流系统具有重要参考价值。该区域1GW固定式及更大规模漂浮式风电潜力,需配套大容量储能系统平抑海上风电波动性。阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能方案可提供MW级快速响应能力,GFM构网型控制技术可增强海上风电并网稳定性。针对深水漂浮式风电场景...

Xianbo Zhou · Lei Fan · Jing Ning · Hao Zhou 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383

摘要 液态金属电池（LMBs）因其长循环寿命、高安全性和低成本，在大规模储能领域具有广阔的应用前景。然而，LMBs在放电过程中存在较大的浓差极化以及一定的内部短路风险，严重阻碍了其实际应用。本研究提出采用施加外加磁场的策略来解决上述两个问题。首先，通过数值模型和逻辑推理阐明了外加磁场发挥作用的机理。进一步的实验结果表明，外加磁场显著提升了LMBs的放电性能。在500 mA cm−2的电流密度下，61.9 mT的磁场使放电电压提高了34.64%；在1000 mA cm−2的电流密度下，29.6 m...

解读: 该液态金属电池外磁场调控技术为阳光电源ST系列储能系统提供创新思路。研究揭示的磁场抑制浓差极化机制(500mA/cm²下电压提升34.64%)可启发PowerTitan大容量储能产品的热管理优化和电化学性能提升。磁场快速修复短路故障的能力对储能PCS的故障诊断与自愈合控制策略具有借鉴意义,可集成至i...

Xuchi Xue · Zhitao Liu · Weihan Li · Hongye Su · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

本文提出了一种具备离网负载能力的单级双有源桥（DAB）直流 - 交流转换器的优化设计方案。DAB 转换器因其双向功率传输和高功率密度特性而备受关注。然而，储能装置在离网运行时需要具备对负载的适应性。本文基于控制变量的线性化，建立了一个新的控制回路。其目标是最小化电流应力和均方根电流，这会对外部相移角进行约束，从而提高系统效率。此外，从损耗模型的角度出发，基于所选的开关器件研究了系统的最佳工作频率范围。结合绕组方式，对磁性元件的参数进行了优化，这进一步提高了系统效率。搭建了一台 600 W 的 D...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单级双有源桥（DAB）微逆变器技术具有重要的战略价值。该技术通过损耗优化实现了97.89%的峰值效率，这与我司在光伏逆变器和储能系统领域追求的高效率目标高度契合。 该技术的核心创新在于通过控制变量线性化建立新型控制环路，有效降低电流应力和均方根电流，这对我司储能变流器...

Liangdong Li · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

随着脉冲功率器件向小型化、集成化和安全性的方向发展，具有高能量存储密度（Wrec）、高能量存储效率（η）以及良好能量存储稳定性的介电电容器的研发已成为学术界需要深入探讨的重要课题。本研究采用传统固相法制备了（1−x）(Bi0.5Na0.5)0.7Sr0.3TiO3-xLa(Mg0.5Zr0.5)O3［（1−x）BNST-xLMZ］陶瓷材料。通过合理的组分调控，LMZ的引入有效破坏了原始基体的长程有序排列，构建了短程极性纳米微区，从而延缓了陶瓷的饱和极化并降低了剩余极化。同时，LMZ的引入显著影响...

解读: 该陶瓷电容储能技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列PCS具有重要参考价值。研究实现的4.53 J/cm³能量密度、87.5%高效率及23ns超快放电速率,可启发我们在直流母线电容、功率模块缓冲电容设计上的优化。特别是其通过纳米微区构建延缓饱和极化的机制,对改善SiC/GaN功率器件的...

No Funding was received for this work. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

由于其成本低廉且环境友好，通过绿色方法合成的超级电容器电极在能量存储应用中受到广泛关注。由于具备多种优异的物理化学特性，氧化锌（ZnO）已成为超级电容器领域中的特种功能材料。本研究采用共沉淀法结合热退火工艺，成功制备了纯ZnO纳米颗粒（ZnO NPs）以及添加香橼（Citron, CT）果皮提取液的ZnO纳米颗粒（ZnO–CT NPs）。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱分析（EDAX）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）以及紫外-可见漫...

解读: 该植物介导绿色合成ZnO纳米材料超级电容器技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要参考价值。ZnO-CT电极实现2032 F/g比电容和90%循环稳定性,为储能系统功率型应用提供新思路。其绿色制备工艺与快速充放电特性可启发混合储能方案优化,特别适用于充电站削峰填谷和电网...

Zhihui Wanga · Binjian Nieb · Nan Hea · Qicheng Chena 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340

摘要 能源存储技术的发展推动了可再生能源的应用，解决了能源波动性问题。然而，电网吸纳能力不足导致大量弃电现象。本研究提出将固体氧化物铁-空气氧化还原电池（SOIARB）集成至太阳能光热发电（CSP）与钙循环（CaL）系统中，以实现电能与热能的混合存储。在三种集成方案中，方案一（CaCO₃气流加热Fe气流）表现出最高的往返效率（RTE）。当电流密度从100 A/m²升高至2000 A/m²时，电池的能量效率从91.99%下降至53.60%。能量分析表明，当铁的质量流量为15.01 kg/s、横截面...

解读: 该混合电-热储能技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要启示。铁-空气电池与光热发电耦合实现72.55%功率提升,验证了多元储能协同价值。建议在ST系列PCS中集成热电联储控制算法,优化充放电策略以提升往返效率。该技术可应用于大型光伏电站配储场景,通过iSolarCloud...

Han Jiang · Shuibao Liang · Yaohua Xu · Saranarayanan Ramachandran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

引线键合的界面疲劳退化和裂纹形成是功率模块封装中影响电力电子可靠性的严重问题之一。本文提出了一种基于相场建模与有限元分析相结合的新方法，用于研究绝缘栅双极型晶体管（IGBT）功率模块中引线键合互连的电热机械行为、界面退化和裂纹扩展过程。将宏观尺度电热机械分析得到的应变能密度传递到细观尺度相场建模中，以研究考虑引线晶粒形态影响下的界面疲劳和裂纹扩展。研究了典型采用铝引线键合的IGBT功率模块在功率循环下的温度和应力分布特性。分析了引线与芯片之间热应变在互连界面处引起的应力集中。裂纹长度随循环次数的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于功率模块线键合界面退化与裂纹扩展的研究具有重要的工程应用价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心部件，IGBT功率模块的可靠性直接影响系统的长期稳定运行。当前我们的产品在户外极端环境下面临频繁的功率循环和温度波动，线键合界面的疲劳失效是导致模块失效的主要模式之一，这直...

Weiqin Lua · Xueyu Tanga · Yang Zhanga · Weiliang Wangd 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340

摘要 电热储能（ETES）技术在高效消纳可再生能源、提升电网灵活性方面展现出巨大潜力。本文提出了一种创新的ETES系统，该系统将电磁感应储热（EIHS）与移动床放热（MBHR）相结合。基于CFD-DEM方法建立了数值模拟模型，用于评估系统的性能和技术可行性。在一个研究案例中，电磁感应加热单元实现了均匀的径向温度分布、可调节的升温速率以及高颗粒体储热密度；而管式移动床换热（MBHE）单元表现出较高的传热强度（678.2–784.6 W/m²/K）。该系统的电能到电能转换效率约为30.78%，未计入...

解读: 该电磁感应固态储热技术为阳光电源储能系统提供了新型长时储能方案参考。其电-热-电转换模式可与ST系列PCS协同,利用谷电或弃光弃风实现削峰填谷。CFD-DEM仿真方法对PowerTitan热管理优化具有借鉴意义,特别是温升速率可调和高传热强度(678-784 W/m²/K)的设计思路。虽然30.78...

Djaber Berrian · Gaurang Chhapia · Johannes Linder · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384

我们开发了一种综合了作物生长模型与光伏建模的全面性工具，旨在优化农光（APV）跟踪系统的设计。利用该工具，我们评估了德国一个大规模双面APV单轴跟踪系统的土地生产力。我们模拟了在不同跟踪器配置（包括阵列间距、离地高度和方位角）下耐阴作物（马铃薯）与不耐阴作物（玉米）的生长情况。研究结果揭示了跟踪器阵列间距与不同作物土地生产力之间存在明确的关系，其差异取决于作物对遮荫的耐受能力。有趣的是，提高跟踪器安装高度并不能提升土地生产力；相反，它削弱了土地用于双重用途的吸引力。然而，仅调整跟踪器的朝向即可显...

解读: 该农光互补追踪系统研究对阳光电源SG系列逆变器及智能运维方案具有重要参考价值。研究揭示单轴追踪系统在40%组件密度下能量损失42%,这为我们优化1500V系统的MPPT算法提供了场景依据。针对双面组件追踪应用,可结合iSolarCloud平台开发农光互补专用控制策略,通过动态调整追踪角度平衡发电与作...

Not Applicable. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

污染和能源危机是当前面临的严重问题，迫切需要可持续且经济的储能技术。在本研究中，采用水热法合成了钡掺杂的钙钛矿型钴锡氧化物（CoSnO3），并将其用作超级电容器的电荷存储介质。通过Brunauer-Emmett-Teller（BET）分析、X射线衍射（XRD）技术、恒电流充放电（GCD）以及循环伏安法（CV）分别对样品的物理和电化学性能进行了研究。由钡掺杂CoSnO3构成的电极表现出明显的法拉第行为，在1 A/g的电流密度下实现了1006.21 F/g的比电容，而未掺杂的纯CoSnO3则仅表现出...

解读: 该钡掺杂钴锡氧化物超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究显示掺杂策略可将比电容从471.52 F/g提升至1006.21 F/g,充电转移电阻降至0.65Ω,这为ST系列PCS和PowerTitan储能系统的混合储能架构提供了新思路。超级电容器的高功率密度特性可与锂电池互补,优化储能...

Xinglai Ge · Ken Chen · Huimin Wang · Zhiliang Xu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月

失效机理研究（FMI）对于功率模块的可靠性评估至关重要，因此在功率变换器领域备受关注。然而，由热耦合效应（TCEs）导致的复杂失效模式使得明确失效机理变得困难。为解决这一问题，本文针对键合线抬起和芯片焊接层老化开展了失效机理研究，其中仔细考虑了热耦合效应，从而提供了准确的机理分析。在本次失效机理研究中，借助功率循环试验，分析了热耦合效应对失效模式和结温分布的影响。然后，基于有限元模型，对存在热耦合效应时的失效模式进行了全面的机理阐释。结果表明，热耦合效应能够改变芯片表面和芯片焊接层的温度分布均匀...

解读: 作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源产品的核心功率模块长期工作在高温、高频、大电流的苛刻环境中，其可靠性直接影响系统的全生命周期表现。本论文针对功率模块中键合线脱落和芯片焊层老化的失效机理研究，特别是对热耦合效应的深入分析，为我们提升产品可靠性设计能力提供了重要理论支撑。 从业务价值...

Swati Chaudhary · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

快速的经济增长以及便携式电子市场的迅猛扩张，导致对清洁、先进能源存储与转换技术的巨大需求。本研究报道了一类简单、环保且成本低廉的纳米复合材料的合成，该材料由二氧化锰（MnO）、从洋葱皮（OP）中天然提取的石墨烯纳米片以及从萝卜中天然提取的碳点（CDs）组成，分别记为MnO/OP和MnO/CD。这些纳米复合材料通过一种经济高效且环境友好的水热法合成，所用碳质材料来源于厨余垃圾，符合绿色化学原则。形貌表征结果表明，碳颗粒均匀地负载在MnO表面。采用三电极体系进行了电化学性能测试，包括循环伏安法、恒电...

解读: 该厨余废弃物衍生碳材料复合超级电容器技术对阳光电源储能系统具有前瞻参考价值。MnO/CD纳米复合材料展现的812.8 Fg⁻¹高比电容和优异循环稳定性,可为ST系列PCS和PowerTitan储能系统的混合储能拓扑提供技术启发。其低成本、环保的水热合成路径与绿色制造理念契合,可探索应用于储能系统辅助...

Xiaoqiang Li · Ning Li · Weijie Xue · Wei Mao 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

三端口直流 - 直流转换器凭借其结构简单、成本低和功率密度高的优势，成为离网光伏制氢系统中实现光伏电池、储能装置和电解槽集成的理想解决方案。考虑到电解槽的低电压大电流工作特性以及对电流纹波的敏感性，本文提出了一种 LCC 谐振型电流输出式部分隔离三端口直流 - 直流转换器（LCC - CFO - TPC）。通过采用脉宽调制（PWM）+ 脉冲频率调制（PFM）方法，该转换器能够为电解槽实现高降压比和低输出电流纹波，降低二次侧整流二极管的电流应力，并在全功率范围内实现一次侧全桥的零电压开关（ZVS）...

解读: 从阳光电源氢能与储能业务协同发展的战略视角看，这项LCC谐振型三端口DC-DC变换器技术具有重要的应用价值。该技术针对光伏制氢系统中电解槽的特殊工况需求——低压大电流输出和对电流纹波的高度敏感性——提出了创新的电流馈出型拓扑结构，这与我司在光伏制氢领域推进的"光储氢"一体化解决方案高度契合。 技术...

Haowen Jiang · Zongyi Zhao · Jiangjiang Wang · Xutao Zhang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 作为一种新型储能方式，液态二氧化碳储能（LCES）系统因其具备高能量密度潜力以及相比传统方法在选址上的更大灵活性而日益受到关注。然而，该系统在膨胀过程中的释能能力受限于压缩热的可获得性，仍存在较大的优化空间。本研究提出一种太阳能辅助的LCES系统，以解决传统系统在压缩热回收方面的局限性。热力学评估表明，引入太阳能显著提升了系统的热效率。本文进一步研究了该系统在全年太阳能辅助条件下的运行特性。结果表明，系统在春季发电性能最佳，发电量最高可达158,023 kWh。在全年运行过程中，系统主要以...

解读: 该太阳能辅助液态CO2储能系统对阳光电源光储融合方案具有重要参考价值。系统通过太阳能热场提升储能效率,与我司ST系列PCS及PowerTitan储能系统的多模式运行策略高度契合。研究中的三模式切换逻辑可优化我司iSolarCloud平台的智能调度算法,特别是在光照波动场景下的能量管理。虽然液态CO2...

Dinesh Kumar contributed to the conceptualization · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

为可穿戴设备、柔性电子器件和物联网设备供电，对高性能摩擦纳米发电机（TENGs）的需求正在稳步增长。由于增材制造（AM）在构建复杂结构方面具有高度灵活性，其在TENG制造中的应用日益广泛。本文研究了采用熔融沉积成型工艺制备的聚酰胺-6（PA6）作为正摩擦材料和聚偏氟乙烯（PVDF）作为负摩擦材料所构成的TENG。为了提高TENG的性能，采用了两种不同的极化方法——接触极化和电晕极化，以增加PVDF的β相含量、介电常数以及电荷捕获能力。通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼...

解读: 该增材制造摩擦纳米发电机技术对阳光电源储能及充电桩产品具有启发价值。其电晕极化PVDF材料的高介电特性与表面粗糙度优化思路,可应用于ST系列PCS的电容器介质改进,提升功率密度。摩擦发电原理可集成至充电桩停车场景,收集车辆压力能量作为辅助电源。增材制造的快速成型优势适合iSolarCloud平台的定...

Jingbo Han · Guoliang Li · Chong Zhu · Yansong Wang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 以LiMnxNiyCozO2（NMC）为正极材料的能量型电池因其优异的能量密度特性，被广泛应用于电动汽车（EV）中。随着高功率应用场景的不断增加，研究能量型电池在高倍率放电条件下的老化机理，并对老化现象进行定量分析，已成为一项至关重要的任务。本研究首先在1C、2C和3C三种放电倍率下开展了加速老化实验，并结合多种宏观与微观测试技术，对电池老化的物理过程进行了系统深入的分析。结果表明，正极集流体溶解、铝元素在负极的沉积以及正极颗粒的破裂是导致容量衰减的主要原因。此外，通过将改进的巴特勒-伏尔...

解读: 该研究揭示的高倍率放电老化机制对阳光电源储能系统具有重要价值。针对正极集流体溶解、颗粒破裂等衰减机理,可优化PowerTitan储能系统的BMS热管理策略和充放电曲线设计。所建立的电化学-热-老化耦合模型可集成至iSolarCloud平台,实现全生命周期SOH精准预测和预防性维护。对ST系列PCS的...

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...

Rasul Satymo · Dmitrii A. Bogdanov · Christian Breyer · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 全球范围内海上风电装机容量持续增长，这得益于技术的不断进步以及人口密集沿海地区陆上可再生能源潜力的逐渐饱和。尽管目前成本较高，但海上风电的经济性正在改善，并有望在未来成为高能源需求地区的经济可行选择，因此有必要结合未来成本预测进行分析。本研究通过逐小时模拟和成本计算，评估了海上风电的技术经济潜力，并考虑了三种不同的风机间距方案。结果表明，在不同成本阈值下，经济潜力均呈上升趋势，主要驱动力在于漂浮式风机成本的下降。区域差异取决于水深和距离高风速资源区的远近。由于尾流损失减少，较低的安装密度在...

解读: 该研究揭示海上风电经济性提升趋势,对阳光电源海上风电变流器及储能系统具有战略价值。研究指出海上风电功率输出更平滑且靠近沿海负荷中心,这与阳光电源ST系列储能变流器的削峰填谷、平抑波动功能高度契合。浮式风电中心在50欧元/MWh以下具备潜力,可结合PowerTitan储能系统构建海上能源枢纽。建议针对...

Rabin Paul · Shweta Shukl · Trupti Ranjan Lenk · Fazal Ahmed Talukdar 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.285

摘要 随着新技术的发展，市场上的太阳能电池需要具备更高的效率、更低的成本、更好的稳定性以及更优的环境友好性。钙钛矿太阳能电池自问世以来在性能方面已取得令人瞩目的进展，其光电转换效率已达26%，并有望进一步提升，这得益于其卓越的光伏特性。另一方面，尽管CZTSe太阳能电池具有非常高的光吸收系数，但其效率尚未突破15%。鉴于这两种材料各自的特性及其在带隙上的显著差异，本文提出了一种新颖的杂化结构HTL/钙钛矿/CZTSe/CdS/ZnO，旨在利用钙钛矿材料（CH3NH3Pb3−xClx）和CZTSe...

解读: 该钙钛矿/CZTSe混合太阳能电池技术通过双层吸收结构实现30.9%高效率,为阳光电源SG系列光伏逆变器提供重要启示。其宽光谱吸收特性可优化MPPT算法设计,提升弱光环境发电效率。混合结构的温度稳定性研究对1500V高压系统热管理具有参考价值。建议将高效电池技术与ST储能系统协同,通过iSolarC...

Jintao Wua · Zhipeng Huaa · Xianguang Caob · Jiong Tangb 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 质子交换膜燃料电池（PEMFC）因其清洁和环境可持续的特性，正成为未来重要的能源形式。大规模PEMFC耦合热电联供（CHP）技术能够满足用户侧多种能源需求，在零碳园区应用中具有广阔前景。本研究提出了一种应用于兆瓦级PEMFC-CHP系统中的创新多端口余热回收技术。该多端口余热回收技术在电堆本体余热回收的基础上，进一步集成了电堆排气、空气压缩机、中间冷却器以及变流器的余热回收。为验证模型的正确性，本文对电堆排气余热回收及其他关键设备进行了实验测试与验证。通过改变运行工况，探究了关键参数的动态...

解读: 该兆瓦级PEMFC热电联产系统的多端口热回收技术对阳光电源氢能储能一体化方案具有重要借鉴价值。其变温控制策略可将冷却液温差从28.75°C降至10.7°C,可应用于ST系列储能PCS的热管理优化;排气余热回收占比达19.33%,综合效率提升12.53%,为PowerTitan储能系统与燃料电池耦合的...