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...

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°...

Yinfei Xie · Yang He · Zhenghao Shen · Zhenyu Qu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月

β相氧化镓（β - Ga₂O₃）在下一代电力电子领域具有广阔前景，但其较低的热导率要求进行有效的热管理，特别是在高功率应用中。以往的研究主要集中于采用高导热率衬底策略来增强β - Ga₂O₃器件的散热性能。本研究通过三维拉曼测温法和电热模拟进行综合分析，对碳化硅（SiC）上异质集成的β - Ga₂O₃肖特基势垒二极管（SBD）的电极布局（包括形状、尺寸和间距）进行了优化。由于电流密度较高，圆形电极肖特基势垒二极管的峰值温度出现在内电极附近，而叉指电极肖特基势垒二极管的峰值温度出现在阳极附近。特别...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于β-Ga2O3肖特基势垒二极管（SBD）异质集成技术的研究具有重要的战略参考价值。作为功率半导体器件的潜在革新方向，β-Ga2O3材料凭借其超宽禁带特性，理论上可实现比传统硅基甚至碳化硅器件更高的击穿电压和更低的导通损耗，这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高...

A.Carro · C.Ortiz · S.Unger · A.Stoikosd 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395

电热能储存是促进可再生能源高比例渗透的一项有前景的技术。近年来，已提出将这种储能系统与地质CO2封存相结合的方案。该系统由跨临界CO2循环构成的可逆热泵组成，并在两个温度水平上配备热能储存装置，从而实现地质CO2封存与可再生电能储存/发电的同时运行。本研究聚焦于高温和低温热能储存过程的分析。高温侧采用阶梯式加热方式，能够更好地匹配超临界与亚临界条件下CO2以及储热流体的温度分布特性。不同温度等级的热能储存可提高涡轮机入口温度，从而提升发电循环效率，并拓展区域供热或生活热水等供热应用。考虑配置四个...

解读: 该CO2电热储能系统对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要参考价值。其多温度级热储能技术可启发我们优化储能系统热管理策略,通过分级温控提升系统往返效率。文中58.7%的系统效率和-30°C至150°C的宽温度运行范围,为我们开发极端环境适应性储能产品提供思路。跨临界CO2...

Jaejin Jeon · Sang Won Yoon · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2024年12月

功率模块是电动汽车和可再生能源系统等核心应用中的关键组件。然而，高性能功率模块通常会产生大量热量或经历较大的热波动，导致其焊料层出现严重的热疲劳。这种疲劳会威胁到模块的可靠性并缩短其使用寿命。传统上，这些现象是通过应力和应变测量来分析的，但这些基于力的方法往往无法准确预测焊料裂纹的萌生和扩展。为解决传统方法的局限性，本研究聚焦于一个名为 J 积分的断裂力学参数。具体而言，在各种改进版本的 J 积分中，本研究首次提出应用重新定义的 J 积分，即三维 <inline-formula xmlns:mm...

解读: 作为全球领先的新能源设备制造商，阳光电源的光伏逆变器、储能变流器等核心产品均高度依赖功率模块的可靠性。这些产品在实际运行中面临剧烈的热循环冲击——光伏逆变器需应对昼夜温差和负载波动，储能系统则承受频繁充放电导致的温度变化。功率模块焊料层的热疲劳失效是导致产品故障的主要原因之一，直接影响系统的25年以...

Behrooz M.Ziapou · Sadegh Afzal · Hadi Ahmad · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 本研究提出了一种紧凑型混合太阳能系统，该系统将带翅片的光伏/热（PV/T）集热器与有机朗肯循环（ORC）相结合，实现热能与电能的同时生成。系统包含一个内部热回收回路，其中ORC冷凝器对返回的太阳能工作流体进行预热，从而增强子系统之间的热耦合。针对串联连接的集热器串列，分析其在集热器层级的热性能，并通过在ORC入口处合并各串列的质量流量，将其水力并联配置，以实现系统层级的集成。采用非共沸工作流体，并结合MOPSO–LINMAP多目标优化框架，对系统进行全面的热力学、经济性和环境性能评估。结果...

解读: 该PV/T-ORC混合系统对阳光电源光储一体化方案具有重要参考价值。系统通过冷凝器预热回路实现热电联产,与我司SG系列光伏逆变器的MPPT优化技术可协同提升光电转换效率。串并联拓扑设计思路可借鉴至ST系列储能PCS的热管理系统,通过内部热回收降低冷却能耗。zeotropic工质的热力学优化方法对我司...

Yiping Xiao · Chaoming Liu · Leshan Qiu · Mingzheng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月

单粒子烧毁（SEB）在碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）应用于航空航天环境时对其构成了重大威胁，通过离子诱发的热失控效应导致器件永久性功能失效以及系统层面的风险。然而，目前对于详细的热响应过程和触发机制仍缺乏充分的了解。在本研究中，采用了一种新颖的限流方法来研究SiC MOSFET的SEB损伤演化过程和机制。实验结果表明，SEB事件可分为三个不同阶段：首先是p - n结处的初始损伤，随后损伤转移至源极金属/SiC拐角处，在此处晶格共晶引发p - n结退化加剧，最后当n ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC功率MOSFET单粒子烧毁（SEB）的研究具有重要的技术参考价值。尽管该研究聚焦于航空航天环境下的辐射效应，但其揭示的热失控机理对我们在地面应用中提升SiC器件可靠性同样具有启发意义。 当前，阳光电源在光伏逆变器和储能变流器中已大规模应用SiC功率器件，以实...

Subhani Shaik · Vandana Kumari Jh · Ganghyeon Ba · Duckjong Kim · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要 在快速发展的储能技术领域，实现高效性与可持续性已成为关键目标，其中吸附过程发挥着至关重要的作用。由于气凝胶基结构具有固有的多孔性和可定制的架构，能够显著促进传热与传质性能，因此该吸附过程可从中获得巨大优势。然而，尽管已有大量研究致力于优化气凝胶微观结构以提升吸附性能，但将这些材料集成到实际储能系统中仍面临挑战。为克服这一难题，本文提出一种流动驱动的定向冷冻铸造技术，可在管状部件表面集成具有径向取向孔道网络的气凝胶，形成高度有序、类似鳍片的结构。该创新方法显著提升了气凝胶在真实储能系统中的实...

解读: 该气凝胶定向冷冻铸造技术对阳光电源储能系统具有重要价值。通过径向孔网络结构实现的35%吸附/解吸时间缩短和61%功率密度提升,可直接应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的热管理优化。该技术的快速传热传质特性能显著改善电池热失控防护和温控效率,降低HVAC能耗。建议在储能集装箱级联散热方...

Yang Hua · Tong Guoa · Xingyu Qua · Tengfei Xub 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 在建筑一体化光伏（BIPV）系统中，热管理仍然是一个关键挑战，运行温度的升高会显著降低光电转换效率。本研究系统地探讨了掺入单组分（α-Al₂O₃、BaSO₄ 或 CaCO₃）和双组分被动日间辐射冷却（PDRC）颗粒的水泥基复合材料，其替代水泥的比例分别为30%和60%。材料表征与性能分析结果表明，当α-Al₂O₃和BaSO₄以各30%的比例共同替代水泥时，该双组分体系表现出最优的被动冷却性能，太阳反射率达到94.54%，中红外发射率达到96.41%。当该复合材料与光伏面板集成使用时，可使光...

解读: 该被动辐射冷却水泥复合材料技术对阳光电源BIPV光伏系统具有重要应用价值。通过α-Al2O3和BaSO4双组分体系可降低组件运行温度16.54K,提升发电效率7.87%,与我司SG系列逆变器的MPPT优化技术形成协同效应。该无源冷却方案可集成到分布式光伏电站建筑载体中,配合iSolarCloud平台...

Huazhi Xiang · Jialong Fu · Yaocheng Shang · Daniele Inserra 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年3月

本文提出了一种基于热阻网络模型的射频功率放大器电路散热器快速拓扑优化算法方法。该方法能够在将温度控制在允许范围内的同时，实现散热器的轻量化设计。在散热器的设计区域采用了固体各向同性材料惩罚（SIMP）方法，同时通过热阻网络模型来表征射频功率放大器电路对散热的影响。该方法的主要优势在于避免了使用传统的有限元法（FEM）对整个芯片/散热结构进行热仿真，传统方法需要很长的仿真时间和大量的计算工作。相反，热阻网络计算方法提供了一种非常快速且足够准确的温度分布分析工具，在优化程序中使用时可加快散热器结构设...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对射频功率放大器芯片的快速散热器拓扑优化技术具有显著的跨领域应用价值。尽管研究对象是射频功率放大器，但其核心方法论——基于热阻网络模型的拓扑优化算法——与我司光伏逆变器和储能变流器中的功率半导体散热设计需求高度契合。 该技术的核心价值在于突破了传统有限元仿真的计算瓶...

Xiangqiang Kong · Yijian Zhang · Wanke Hou · Xichun Miao 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301

液冷板可用于有效降低光伏（PV）面板温度并提高其光电转换效率。本文采用基于计算机仿真的拓扑优化模型，研究液冷板的热力与水力性能，目标在于最大化传热效率的同时最小化功率耗散。随后设计了多种具有不同出口布置的液冷板结构。仿真结果与实验数据吻合良好，最大误差不超过5%。在此模型基础上，引入权重因子以在拓扑优化（TO）液冷板的传热效率与水力性能之间实现最佳权衡。研究发现，当权重因子为0.6时，TO液冷板的整体热力与水力性能达到最优。相较于直通道型液冷板，TO液冷板表现出更优越的综合性能：热源最高温度降低...

解读: 该拓扑优化液冷板技术对阳光电源光伏逆变器、储能PCS及充电桩产品具有重要应用价值。研究表明权重因子0.6时可实现传热与水力性能最优平衡,最高温度降低23.11K,压降减少58.47Pa。这为SG系列大功率逆变器、ST系列PCS的功率器件散热设计提供优化方向,特别是SiC/GaN器件的高热流密度管理。...

Arash Khalatbarisoltani · Jie Han · Muhammad Saee · Cong-zhi Liu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.385

摘要 深度强化学习（DRL）算法在针对预定义驾驶循环下开发单个混合动力电动汽车（HEV）最优能量管理策略（EMS）方面已展现出优异的性能。然而，在该研究领域中，热负荷及热管理（TM）的影响常被忽视。此外，HEV可能面临未见过的驾驶模式，从而影响EMS的整体性能。连接型HEV（C-HEV）提供了有前景的解决方案，但仍存在隐私、安全和通信负载等问题。本文提出一种基于联邦强化学习（FRL）的新型集成热能与能量管理（ITEM）方法，旨在实现多个C-HEV之间的通用化策略。该框架能够在拓展多环境学习能力的...

解读: 该联邦强化学习架构对阳光电源充电桩及储能系统具有重要价值。其隐私保护的分布式学习机制可应用于iSolarCloud平台,实现多站点充电桩协同优化而无需上传敏感数据。热管理与能量管理集成策略可迁移至ST系列PCS的温控优化,通过多储能站点联合学习提升功率变换效率和电池热管理性能。云端-边缘协同架构与阳...

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...

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...

Xuanting Song · Jun Wang · Gaoqiang Deng · Yongzhou Zou 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

短路耐受能力是开关电源中功率器件的重要指标。针对硅基和碳化硅MOSFET已有广泛研究，但对由硅MOSFET与耗尽型GaN HEMT（DHEMT）构成的级联GaN高电子迁移率晶体管，其短路失效机制尚不明确。本文通过实验与数值模拟相结合的方法，分别提取两种器件的电学特性，揭示级联结构在短路过程中的电热失效机制。结果表明，DHEMT承受的电热应力远高于硅MOSFET，更易发生热失效。进一步的热-力耦合仿真显示，异质结层间热膨胀系数差异引发的机械应力是导致DHEMT失效的根源。此外，分析了栅极控制机制对...

解读: 该级联GaN HEMT短路失效机理研究对阳光电源功率器件应用具有重要指导价值。研究揭示的DHEMT热应力集中和异质结热膨胀失配机制，可直接应用于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的GaN器件选型与保护设计。针对短路鲁棒性与导通电阻的折衷设计指导，有助于优化PowerTitan大型储能系统的功率模块热...

Çağatay Yıldız · Müslüm Arıcı · Mustafa Seçilmiş · Dong Lidb · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 本文开展了对集成于空气源热泵（ASHP）系统的蓄热（TES）单元的实验与数值评估。该蓄热单元由一个水箱及内部增设的若干管路构成，管路中填充有蓄热材料，即纯水或相变材料（PCM）。在实验研究中，采用月桂酸作为相变材料，并将其结果与使用水作为蓄热材料的情况进行对比。实验在四种不同的加热负荷条件下进行，范围从3.1 kW至12 kW。此外，基于实验数据建立了相应的数值模型。在数值模拟中，考虑了包括实验所用月桂酸在内的四种不同相变材料，并对其热性能进行了数值评估，同时与以水作为蓄热材料的情形进行了...

解读: 该相变储热技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要参考价值。研究表明PCM材料可提升负荷转移指数达10.1%,与我司PowerTitan储能系统的削峰填谷功能高度契合。通过优化热导率可实现82.3%的LSI,为ST系列PCS在热电联供场景的应用提供技术启发。建议将相变储热与电化学储能耦合,结合iSol...

Giuseppe Marco Tin · Amr Osam · Gaetano Mannino · Antonio Gagliano 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389

摘要 光伏组件的整体性能显著受到设计构型的影响，尤其是双面组件技术相较于传统的单面组件。在陆地光伏安装中，光伏阵列的构型通常受限于可用面积；然而，在漂浮式光伏系统（FPV）中，安装设计不受面积限制。水体表面的存在对FPV组件的运行状态具有关键影响；但以横向（landscape）或纵向（portrait）方式安装组件，仍能有效影响组件的热行为，从而影响整体性能。因此，本文旨在通过实验分析以横向配置（L-FPV）和纵向配置（P-FPV）安装的FPV系统的性能。此外，为了进行更深入的评估，本文还研究了...

解读: 该研究对阳光电源浮式光伏系统具有重要参考价值。研究表明横向布局比纵向布局温度低1-1.71°C,双面组件日发电量提升3%。这为SG系列逆变器在浮式光伏场景的MPPT优化策略提供依据:可针对不同布局方式调整温度补偿算法,优化最大功率点追踪精度。同时,研究的热模型可集成至iSolarCloud平台,实现...

Linke Zhou · Mohamed Hefny · Samuel Hemming · Di Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

在航空航天应用中，高性能冷却系统对确保电力逆变器在极端工况下的可靠性至关重要。本文提出了一种适用于1-MVA碳化硅三电平有源中点钳位逆变器的实用针翅液冷系统设计。通过有限元分析与计算流体动力学仿真，评估了系统的热-流体性能，在70°C冷却液温度下满足航空环境的散热需求。采用交错针翅结构提升换热效率，兼顾可制造性与成本。对比了串并联冷板配置的流体分布均匀性与经济性，并优化密封设计以防止泄漏。实验验证表明，该系统可有效管理超过7.2 kW的功率损耗，结温低于150°C，压降低，具备高鲁棒性与成本效益...

解读: 该1-MVA三电平ANPC逆变器的针翅液冷方案对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。研究中的交错针翅结构设计和串并联冷板配置优化可提升SiC功率模块在高功率密度场景下的热管理能力，使结温控制在150°C以下，压降更低。该方案的有限元与CFD联合仿真方法可应用...

Ian Wolde · Ignacio Calderón-Vásquez · Matias Molin · Nicolas Pailahueque 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 太阳能干燥是一种有效减少食品保鲜过程中化石燃料消耗的技术。然而，其可靠性受太阳辐射可用性的限制。集成热能储存（TES）可以通过延长系统在峰值日照时间之外的运行时间来提高系统效率。利用具有高热容的工业副产品（如冶金矿渣）作为TES材料，为热能储存提供了一种有前景的替代方案。然而，太阳能集热器与TES的集成仍面临挑战，因为系统性能依赖于系统配置和运行策略。本研究针对猕猴桃片的太阳能干燥系统，开展了一项结合太阳能空气集热器与填充床式TES装置的参数分析。基于经实验数据验证的数学模型，评估了三种不...

解读: 该太阳能干燥与储能系统研究对阳光电源ST系列储能变流器及工商业光伏解决方案具有重要参考价值。文中提出的热能储存与太阳能集热器集成优化策略,与我司PowerTitan储能系统的能量管理逻辑高度契合。通过流量切换策略实现40.53%成本降低的研究结论,可启发SG系列逆变器在农业光伏场景中的MPPT优化算...

Ali KemalÖzcan · Cevdet Demirtaşb† · Betül Saraç · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 可靠且可持续的可再生能源需求不断增长，提高了对高效热能储存的需求。本研究提出了一种新颖的集成环形阵列聚光器（RAC）系统的太阳能炉——该结构在现有文献中鲜有研究，并通过实验与理论方法结合，探究了利用相变材料（PCM）实现高温热能存储的性能。开发了两种太阳能储热装置：模型I采用平板接收器，模型II采用带翅片的圆柱形接收器以增强传热性能。新开发的RAC系统在土耳其特拉布宗省进行了实验测试，同时通过解析方法确定了该地区的瞬时太阳辐照度。在10小时运行期间，模型I成功熔化了0.7 kg的太阳盐和3...

解读: 该环形阵列聚光器结合相变储热技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要启示。研究中64.3%的接收器效率和39%热效率为光热-储能耦合系统提供参考。相变材料高温储热(455K)技术可与PowerTitan储能系统形成互补,优化光伏-光热混合储能方案。翅片圆柱接收器的强化传热设计思路可应用于储能PCS热管...