Davinder Singh · Tanguy Rugamb · Harsh Katar · Kuljeet Singh Grewal · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本研究提出了一种创新性方法，将计算流体动力学（CFD）与机器学习（ML）相结合，用于热能储存（TES）系统的设计与优化。基于使用CFD开展的放热过程参数化分析结果，训练了多种机器学习模型，包括线性回归、K近邻回归（KNN回归）、梯度提升回归（GBR）、XGBoost、LightGBM以及神经网络（NN）。结果表明，神经网络（NN）在预测混凝土和传热流体（HTF）温度随时间变化方面表现最优，是最适合的模型。训练后的机器学习模型为传统的CFD模拟提供了高效的替代方案，能够在不同入口条件、流速和...

解读: 该CFD与机器学习融合技术对阳光电源储能系统具有重要价值。可应用于PowerTitan液冷储能热管理优化,通过神经网络模型替代传统CFD仿真,计算效率提升99%以上。适用于ST系列PCS多模块级联散热设计,快速预测电池簇温度分布。该方法可集成至iSolarCloud平台,实现储能电站热失控预测性维护...

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...

Ashwin Sandeepab1 · Shomik Vermaa1 · Kyle Buznitsky · Asegun Henry · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397

摘要 实现电力系统的脱碳对于减缓气候变化至关重要，这要求从化石燃料发电技术转向可再生能源技术。由于可再生能源具有间歇性，只有在配备长时储能技术的情况下，才能可靠地将其整合到电网中。一种新兴的储能技术——电网级热能储能（Thermal Energy Grid Storage, TEGS）已被证明其能量和功率容量成本足够低，能够实现电网低成本脱碳。本文探讨了该TEGS系统在电网集成背景下的设计优化问题。TEGS系统可以被设计为实现恒功率放电和快速充电，因为这些特性对储能技术而言至关重要。前者符合电力...

解读: 该热储能并网优化研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。文中恒功率放电与快速充电设计理念可应用于我司PCS拓扑优化,通过适度超配充放电功率模块提升系统调度灵活性。结合iSolarCloud平台的容量扩展模型,可优化储能系统在新能源消纳场景下的经济性配置策略,特别是...

Nelson James · Ransisi Huang · Jason Woods · Eric Kozuba · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.387

低成本储能将在支持能源行业脱碳方面发挥重要作用。本文提出了一种用于建筑的新型显热储能方法，该方法利用装有防冻液的储罐在机械通风系统中加热室外空气。如果将液体加热至足够高的温度，在寒冷气候下的放电过程中，其温度波动可能接近100°C。由于显热储能系统的能量密度与系统温差成正比，因此该概念相比其他应用于建筑领域的液态显热储能装置具有实现更高能量密度的潜力。本文建立了一维数值模型，并采用30 wt%（质量分数）乙酸钾水溶液作为防冻液进行了实验验证。在实验室条件下，使用商用热水箱实现了47.0千瓦时每立...

解读: 该建筑显热储能技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要启示价值。其高能量密度(74.7kWh/m³)和低成本特性,可与PowerTitan储能方案结合,应用于建筑微网场景。通风耦合设计理念可启发我们开发建筑一体化储能产品,将PCS与暖通系统深度融合。该技术的温度大幅波动特性(100°C)对储能热管理系...

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...

Jingrui Liu · Yimin Xuana · David Smeulders · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

摘要 全球能源转型正在推动太阳能和风能技术的进步。太阳能与风能在时空上的互补性使其联合利用成为提升可再生能源系统稳定性和效率的关键。本研究提出一种太阳能-风能热储能混合发电系统（SWT-SHPG），通过多能协同供能、热化学储热及一体化发电设计，实现高效稳定的运行。该系统采用高密度可逆钙基材料，在650–800 °C的工作温度下实现长期低损耗的热储能，储能密度达1554 kJ/kg。同时，引入动态分配算法优化太阳能与风能的互补性，以满足储能与发电的均衡需求，实现了65%的热循环效率和71.7%的2...

解读: 该光-风-热储混合系统对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要参考价值。研究中的动态分配算法可优化我司GFM/GFL控制策略,提升多能互补场景下的功率调度效率。650-800°C热化学储能与我司电化学储能形成互补,可拓展长时储能解决方案。71.7%的24小时动态负荷响应率验证了...

Lewis Camero · Mark Winske · Ronan Bolto · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 大规模能源储存被视为实现脱碳的关键，但关于所需储能类型的最佳选择目前仍缺乏共识。季节性热能储存（Seasonal Thermal Energy Storage, STES）在一些国家（如丹麦和荷兰）的有效能源转型中已成为成熟的技术特征，但在英国，该技术仍处于边缘地位。本文通过五个地方供热项目的案例研究，探讨STES在英国可能的发展路径，以及大规模部署STES所面临的作用机制与挑战。基于对地方能源项目中STES出现与缺失情况的分析，我们识别出影响STES部署的关键因素，这些因素涉及技术、经济...

解读: 该研究揭示季节性储热(STES)在英国部署受阻的多层次因素,对阳光电源储能系统战略具有启示意义。PowerTitan及ST系列PCS虽聚焦电化学储能,但研究强调的'多层级政策协同'与'地方能源规划衔接'问题同样适用于电储能推广。建议:1)在英国等市场推广ESS方案时需加强与地方政府热电联供规划的整合...

Jiangyong Zhang · Shixing Dinga · Zhigang Lua · Xiangxing Konga 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 随着气候变化加剧、能源需求不断上升以及可再生能源资源的间歇性特征日益显著，综合能源系统迫切需要实现深度碳减排并最大化能源利用效率的策略。本研究提出了一种创新的低碳规划模型，将先进的碳矿化技术与跨季节热能存储相结合，通过构建一种新型碳减排模型，将碳捕集电厂与电转气转换及矿化过程相耦合，将捕获的二氧化碳转化为稳定的碳酸盐和天然气，从而显著提升碳资源的利用水平，改善综合能源系统的环境与经济性能。同时，构建了基于地下洞穴的季节性热储存系统，用于回收上述碳转化反应及电厂烟气所产生的热能。所引入的洞穴...

解读: 该跨季节储能与碳矿化耦合技术对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan方案具有重要启示。研究中的地下洞穴热储存与碳捕集全链条方案,可与我司储能PCS的多物理场耦合控制技术结合,通过优化GFM控制策略实现季节性负荷削峰填谷。碳转化反应余热回收思路可应用于储能系统热管理优化,提升能效3.81%的成...

Renfeng Wei · Yong Liab · Yanfeng Liu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 迄今为止，关于地下热能储存（UTES）的综述研究往往较为零散，缺乏对研究热点时空演变特征的系统分析。本研究旨在对全球UTES领域的发展脉络和研究趋势提供一种客观且全面的分析。研究以过去30年发表的7705篇文献作为数据来源，运用知识图谱技术进行文献计量与内容分析，聚焦三个核心问题：研究前沿与技术成熟度、关键瓶颈以及未来发展趋势与成本特征。目的在于克服传统定性综述的局限性，构建一个数据驱动、多维度的分析框架。结果表明，UTES领域经历了萌芽期、稳定增长期和快速扩张期三个发展阶段，预计在206...

解读: 地下储热技术(UTES)与阳光电源储能系统形成互补协同。ATES/BTES的热-流-固耦合优化可借鉴应用于PowerTitan液冷系统的热管理算法;相变材料(PCM)集成思路可启发ST系列PCS的温控优化设计;能量桩(EP)作为地下结构与能源系统纽带,其高研究强度特性提示可探索光储充一体化场站的地基...

Jingxuan Zhang · Xinyue Chang · Yixun Xue · Jia Suab 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 南极科考站严重依赖柴油发电机，运行成本高昂且环境可持续性差。为解决这一问题，本文研究了一种经济调度策略，通过引入电–氢–热混合储能系统，提升能源供应可靠性并降低对柴油的依赖。首先，构建了一种温度依赖型储能模型，以适应南极极端低温环境条件。基于该模型，设计了多时间尺度混合储能系统：短期采用锂电池应对小时级功率波动，中期采用钒氧化还原液流电池平抑日级波动，长期利用氢储能缓解季节性能量不平衡；同时设计了混合热储能系统，包含短期热储能用于缓冲快速变化的热负荷，以及长期热储能以维持稳定的供热输出。在...

解读: 该多时间尺度混合储能调度技术对阳光电源极端环境微网解决方案具有重要价值。文中温度自适应储能模型可指导ST系列PCS在极寒环境的热管理优化;短中长期储能协同策略(电池-液流电池-氢储能)与PowerTitan系统架构高度契合,可提升多时间尺度能量平衡能力;零敏感聚类算法对极夜场景的处理,可增强iSol...

Peiliang Yan · Chuang Wen · Hongbing Ding · Xuehui Wang 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

准确预测熔化响应时间对于优化热能储存系统至关重要，这类系统在解决建筑环境中热能供需之间的时间不匹配问题中发挥着关键作用。本研究旨在定量预测一种新型三重管热能储存系统的熔化响应时间，该系统结合了相变材料和Y形翅片以增强传热性能。基于焓-孔隙度方法建立了数值模型来模拟熔化过程，在不同的设计和运行条件下共生成60个案例的数据集，其熔化响应时间范围为15至45分钟。研究的关键参数包括翅片角度（10°–30°）、翅片宽度（5–15 mm）以及传热流体温度（60 °C–80 °C）。在模型构建之前，验证了变...

解读: 该相变储能系统的机器学习优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan液冷储能系统具有重要借鉴价值。研究中XGBoost算法对热响应时间的92%预测精度,可应用于我司液冷储能系统的热管理优化,特别是三电平拓扑功率器件的散热预测。传热流体温度和翅片宽度作为主导因素的发现,可指导PowerT...

Junxian Li · Zhikang Wang · Yihong Li · Guqiang Wei 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.330

摘要 液态空气储能（LAES）和抽热式储能（PTES）不受地理条件限制且环境友好，具有大规模储能的巨大潜力。LAES与PTES之间的一个关键共性在于两者均需要冷能储存单元，这些单元通常采用易燃易爆的液相烷烃介质或效率较低的固相岩石介质，从而在安全性、环境保护以及能源效率方面带来挑战。本研究提出了一种将LAES与PTES集成的新型储能系统（PT-LAES），有效消除了各自独立冷能储存单元的需求。在储能阶段，PTES中气体膨胀产生的冷能用于LAES的空气液化过程；而在释能阶段，LAES中液态空气所携...

解读: 该PT-LAES混合储能技术对阳光电源PowerTitan液冷储能系统具有重要启示。其通过冷能互补消除独立冷储单元的创新思路，可借鉴于ST系列PCS的热管理优化，将充放电过程产生的冷热能梯级利用，提升系统能量密度至167.53kWh/m³。56.57%的往返效率和7年回收期验证了技术经济性，为阳光电...

Hang Wan · Yuyang Gong · Chuangyin Dang · Shengwei Wang 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.382

摘要 潜热储能（LHTES）在建筑中被用于提升建筑能源灵活性，例如削峰填谷或灵活负荷调节。以往实践中，LHTES单元的充放热过程通常按照预设的时间表进行，在特定时间段内完全充满或完全释放，缺乏对其充放热速率或功率的精确控制。随着热储能逐渐成为平衡热能供给与负荷需求的重要参与者，精确的功率控制对于释放建筑能源灵活性变得愈发重要。本文探讨了LHTES单元的功率控制问题，旨在开发一种高效的方法以实现对LHTES单元充放热速率的参考目标跟踪。研究解决了若干具有挑战性的问题，包括在LHTES单元非线性的热...

解读: 该相变储热功率控制技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。文中基于模型预测的精确功率跟踪策略与我司ST系列PCS的先进控制算法理念高度契合。卡尔曼滤波状态观测器可应用于PowerTitan储能系统的SOC精确估算和功率调度优化,解决非线性动态响应难题。该研究的削峰填谷与柔性负荷调控思路可增强我司ES...

Haiyang Jiang · Jiajun Luo · Yan Guo · Ershun Du 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379

摘要 季节性热储能（STS）能够以热能形式长期储存可再生能源，从而有效缓解可再生能源供应与热负荷需求之间的季节性不匹配问题。本文建立了基于水体的STS温度分布模型，并考虑了储罐周围土壤隔热效应的影响。考虑到常用的荷电状态（SOC）模型在可再生能源系统调度问题中无法详细描述随时间变化的热损失过程，本文提出了一种温度场修正方法，用于校正调度结果。通过在Garver 6节点系统和HRP-38系统上开展三个案例研究，验证了所提方法相较于SOC模型在管理STS方面的更高精度。由于对热损失过程进行了更详细的...

解读: 该季节性热储能调度技术对阳光电源储能系统具有重要价值。论文提出的温度场修正方法可优化ST系列PCS的长周期储能调度策略,特别是在PowerTitan等大型储能系统中,通过精确建模热损耗动态过程,可提升可再生能源消纳率、降低弃电。该方法可集成至iSolarCloud平台,实现跨季节能量管理优化,为热电...

Joshua Mc Tigu · Zhiwen Ma · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.292

摘要 抽热式储能（Pumped Thermal Energy Storage, PTES）是一种电能存储系统，它将电能转换为热能进行储存，并在后续将其重新转化为电能。先前的研究表明，颗粒材料具有较低的初始投资成本，并可在较宽的温度范围内运行。采用颗粒储热的PTES系统相比使用熔盐储热的系统，能够实现更高的往返效率和比功率输出。本文探讨了将PTES与聚光太阳能发电（Concentrating Solar Power, CSP）相结合的混合系统。由于混合系统可共享大部分组件，因此相较于两个独立运行的...

解读: 该PTES-CSP混合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。颗粒介质储热可实现750-1200K宽温域运行,往返效率达62%,比熔盐方案更优。双模式概念与阳光电源光储一体化战略高度契合:同一套PCS可支持储能模式(>60%效率)和光伏发电模式(>40%热机效率)...

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...

Esther Rojas · Elisa Alonso · Margarita Rodríguez-Garcí · Rocio Bayon 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本研究旨在评估在特定填充床装置上实施SFERA-III项目所提出的热能储存原型关键性能指标（KPIs）评估方法的可行性。SFERA-III项目是一项由欧盟资助的项目，其目标之一是提升与聚光太阳能热利用技术相关的基础设施和服务水平。为了提高热能储存原型测试服务的质量，该项目制定并验证了一套测试协议和关键性能指标，这些指标已通过多种类型的设备进行了验证，但此前尚未在填充床装置上应用。本研究阐明了在将该协议应用于填充床原型时所遇到的挑战，以及所提出的替代解决方案及其对最终KPI结果的影响。分析结...

解读: 该填充床储热技术的KPI评估方法对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan产品具有重要参考价值。SFERA-III项目提出的标准化性能指标体系可借鉴用于优化我司储能系统的测试协议,特别是在热管理和能量密度评估方面。填充床的蓄热特性与电化学储能的热失控管理存在共性,其温度分层控制策略可启发ST系...

Oguzhan Kazaz · Nader Karimi · Manosh C.Paul · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 基于微/纳米封装复合相变材料的传热流体代表了太阳能系统中的一项有前景的技术进步，可显著增强传热性能和热能存储能力。本综述针对传统传热流体存在的关键局限性，如低热导率和有限的能量储存容量，这些问题制约了太阳能热系统的性能与效率。通过引入先进的封装相变材料，有望克服上述挑战，同时提升热存储能力和热传导性能，从而优化整个太阳能系统的运行表现。本文系统回顾了近年来在面向太阳能应用的相变材料选择、创新封装技术以及具有改进热物理性能的微/纳米封装复合流体开发方面的最新进展。文章还考察了这些材料在各类太...

解读: 该微纳米相变材料封装技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。通过提升471%导热性能和92%储能效率,可显著优化PowerTitan液冷系统的热管理能力。相变材料可集成于ST系列PCS的散热设计中,提升功率器件(SiC/IGBT)温控性能,延长系统寿命。该技术与光储一体化方案结合,可增强储能电池热稳...

Vikash Kumar Saini · Ameena S. Al-Sumaiti · Rajesh Kumar · Srinivas Yelisetti 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月

摘要：受建筑热环境、建筑内居住人数以及天气变化等因素影响，住宅和小型商业用户在应对光伏发电的可变性和极端负荷波动方面面临着日益严峻的挑战。智能电表后的共享储能系统提供了一种积极的解决方案，使这些用户在优化能源使用方面拥有更强的灵活性。本文在用户建筑热舒适度和光伏发电不确定性的场景下对云储能架构进行管理。利用ESP32微控制器和PZEM004 T电表组件开发了一个硬件模块，用于收集能耗数据。该硬件模块采用RS - 485通信接口协议。还制定了一种基于数据驱动的净需求误差预测策略，以最大程度降低包括...

解读: 该云储能协同管理技术对阳光电源ST系列储能系统与SG户用/工商业光伏逆变器的集成应用具有重要价值。研究中的等效热参数模型可融入iSolarCloud平台，实现建筑负荷柔性调控；季节性不确定性建模方法可优化PowerTitan储能系统的充放电策略，提升分布式光伏消纳率。建议将随机优化算法嵌入ST储能变...

Chengxu Chen · Xiaoze Du · Lizhong Yang · Alessandro Romagnoli · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386

摘要 提出了一种具有不同填充比的级联多层填充床热能储存（TES）单元，以提升其热性能。建立了一个用于模拟流体传热的同心分散模型，并通过实验验证了其有效性。在此基础上，设计了四种结构方案，研究相变材料在不同熔点下填充比对填充床TES系统热性能的影响，包括均衡层、上重层、中重层和下重层结构。采用响应面法与因子分析法进行多因素多目标优化。不同于以往仅设计若干不同相变材料填充比构型的研究，本研究着重探讨填充比与热性能之间的相互作用关系，以及为实现最佳热性能各层最优填充比的确定。结果表明，下重层结构具有最...

解读: 该级联填充床相变储热技术对阳光电源PowerTitan液冷储能系统和ST系列PCS具有重要参考价值。研究中的多目标优化方法(充电时间778分钟、能量利用率62%、储能容量99.76MWh)可应用于我司储能热管理系统设计,特别是底重层配置的高能量利用率(61.72%)与我司液冷技术追求的高效散热目标一...