A.Asher · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.230

摘要 Ag/Al/SiO2/Si/Ag金属-绝缘体-半导体（MIS）结构展现出显著的介电与电学特性，使其成为下一代电子器件应用的有力候选者。本研究通过阻抗谱、介电分析以及宽频范围（1 kHz–20 MHz）、温度范围（80–400 K）和电压范围（±5 V）内的交流电导率测量，系统地探究了该双金属MIS结构的巨介电常数、缺陷介导的导电行为及弛豫动力学。关键结果表明，Ag/Al电极构型诱导出独特的界面极化效应，从而产生超高的介电常数（低频下ε′ > 10³）和低损耗正切值（tanδ < 0.1），...

解读: 该MIS结构的超高介电常数和低损耗特性对阳光电源储能系统具有重要价值。其巨介电常数(ε'>10³)和低损耗角(tanδ<0.1)可优化ST系列PCS的直流母线电容和EMI滤波器设计,提升功率密度。缺陷工程调控的导电机制为SiC/GaN功率器件的栅极介质优化提供思路。RRAM的低压切换特性(<3V)可...

Toshiyuki Oishi · Ken Kudar · Yutaro Yamaguchi · Shintaro Shinjo 等7人 · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.230

本文通过实验结果与器件仿真相结合的方法，研究了氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMTs）在导通状态下低频Y参数随漏极电压的变化特性。利用矢量网络分析仪，在栅极电压为0 V、漏极电压从3 V到30 V、温度范围从室温至120摄氏度的条件下，系统地测量了频率范围为10 Hz至100 MHz的宽带Y参数。在Y22和Y21的虚部（Im）中观察到六个具有峰值的信号。这些峰值被分为两类：一类出现在约5 MHz附近，在阿伦尼乌斯图中呈现负斜率；另一类出现在150 kHz以下，其激活能可通过阿伦尼乌斯图估算...

解读: 该GaN HEMT低频Y参数特性研究对阳光电源功率器件应用具有重要价值。研究揭示的自热效应(5MHz峰)和陷阱效应(150kHz以下峰)机理,可直接应用于EV驱动系统中GaN器件的热管理优化和可靠性设计。通过Y参数频域分析技术,可改进OBC充电机和电机驱动器中GaN开关的动态特性建模,优化三电平拓扑...

Chin-Tsan Wang · Pushparaj Palac1 · Xin-Chang Wang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 微生物燃料电池（MFC）在利用废水发电方面发挥着重要作用。然而，现有的微生物有时缺乏足够的能量，难以表现出显著的电流和功率密度。为解决这一问题，我们采用SolidWorks对设计的双槽MFC系统施加电磁波效应。其中一个槽容纳废水，另一个槽含有氢化钾溶液。实验中使用了5 cm × 5 cm的碳布片和7.5 cm × 9 cm的质子交换膜（PEM）薄膜。碳布经双氧水处理，并在90°C–100°C下加热3小时；PEM薄膜则在75°C下用双氧水煮沸两小时，随后浸泡于硫酸中。我们使用直流电源通过线圈...

解读: 该电磁波增强微生物燃料电池技术对阳光电源储能系统具有创新启发价值。研究表明2mT磁场强度可使电流密度提升至0.88mA/m²,污染物降解率达98%。这为ST系列储能变流器在工业废水处理场景的应用拓展提供思路:可将电磁场调控技术集成到PowerTitan储能系统中,实现废水处理与能量回收的耦合优化。该...

Kehan Zhoua1 · Gonghe Zhanga1 · Haifei Bai · Yiming Wang 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 推进与动力系统对无人机（UAV）的性能至关重要。随着以质子交换膜燃料电池（PEMFC）为动力的电推进系统快速发展，无人机推进与动力系统的技术创新不断推进。本研究开发了一套1.5 kW、采用直接进气设计的PEMFC集成推进系统（北航氢-1），并在翼展为3.6 m的无人机上进行了飞行试验验证。该推进系统可直接利用螺旋桨后方的来流空气为PEMFC阴极提供反应气体和冷却作用，同时将PEMFC产生的电能用于驱动螺旋桨。推进系统中还集成了DC-DC模块和锂离子电池组，以稳定输出电压，并在起飞、过渡和降...

解读: 该PEMFC无人机推进系统的DC-DC模块与锂电池混合架构、动态分配能源管理策略,对阳光电源EV驱动系统及储能产品具有重要借鉴价值。其1.5kW燃料电池与锂电池协同工作模式,类似我司OBC充电机和储能PCS的功率调配逻辑。直接气流进气冷却设计可启发ST系列PCS的散热优化。动态响应策略可应用于Pow...

Xiangdong Xiea · Lingjie Lia · Lin Huang · Junjie Wanga 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 尽管地震蕴含巨大的能量，但迄今为止，地震传感器的自供电技术以及地震能量的有效利用仍未得到很好解决。鉴于此，本文研制了一系列压电式地震能量收集器（PSEHs），并在不同类型地震波激励下开展了相应的能量收集性能实验与仿真研究。研究并讨论了若干关键设计参数对PSEH输出电压和输出功率的影响。研究结果表明，U型PSEH在从不同地震波中收集能量方面具有良好的能力与理想的鲁棒性。例如，在峰值地面加速度（PGA）为0.024g的El-Centro波激励下，U型PSEH产生的均方根（RMS）电压和RMS功...

解读: 该压电地震能量采集技术对阳光电源储能系统和智能运维具有重要参考价值。研究中U型压电采集器在0.024g加速度下可输出104V/11.1mW,为自供电传感器提供可能。这启发ST系列储能变流器和PowerTitan系统可集成类似微能量采集技术,实现地震高发区储能站的振动监测传感器自供电,降低辅助电源依赖...

Ningbo Wang · Yanhua Guo · Congqi Huang · Bo Tian 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 研究数据中心（DC）的热环境及温度分布对于应对设备故障或环境变化等突发事件至关重要。然而，构建从数据中心机房级到芯片级的全尺寸仿真模型面临巨大挑战。本文提出一种独特的方法，将多尺度协同建模与深度学习技术相结合，用于风冷数据中心的热预测。通过将父模型的仿真结果作为子模型的边界条件，构建了数据中心多尺度仿真模型，显著降低了模型复杂度和计算资源消耗。利用实验数据，对不同尺度的模型分别进行了验证。研究了不同冷却策略、送风温度和送风流量对多尺度仿真模型的影响。基于参数化仿真方法，构建了用于训练数据驱...

解读: 该多尺度协同建模与深度学习热管理技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。ST系列PCS和PowerTitan等大型储能产品面临电池簇、模组到电芯的多层级热管理挑战,可借鉴其多尺度仿真方法降低建模复杂度。CNN-BiLSTM-Attention神经网络可集成至iSolarCloud平台,实现储能柜温度...

Weixin Dou · Haoyu Wang · Jing Liu · Mengdi Han 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 微型发电机的开发对于推动可穿戴设备和便携式设备的发展至关重要。摩擦纳米发电机已作为一种有前景的解决方案出现，但其微型化和宽频带能量收集仍面临挑战。为应对这一挑战，本研究采用可控的机械屈曲工艺，开发出具有三维结构的多功能器件。我们设计并实现了将平面前驱体结构转化为目标三维结构，用于微型纳米发电机，且无需使用额外的连接部件。通过改变三维结构的拓扑构型和尺寸，拓展了器件的功能性和适应性。该紧凑型器件在传感和发电方面均表现出优异的循环稳定性和宽频带能量转换能力。聚偏氟乙烯（PVDF）在电荷生成方面...

解读: 该三维柔性纳米发电技术为阳光电源储能系统和智能运维提供创新思路。其宽频能量采集和微型化传感特性可应用于ST系列储能PCS的分布式传感网络,实现电池模组的自供电状态监测。三维结构的机械屈曲设计理念可启发PowerTitan储能系统的模块化拓扑优化。PVDF压电与PI电荷存储的协同机制,对提升储能变流器...

Mohammad Yavari · Iman Mohammadi Bohreghi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 在扰动事件频发的背景下，具备韧性且可持续的电力网络对于供应链的运行至关重要。将可再生能源电网与现有基础设施相整合能够带来显著效益。此外，由于电力网络与供应链之间存在相互影响，二者的一体化设计具有积极意义。本研究聚焦于设计一种集成了可再生能源的综合电力网络，同时强化传统电力基础设施。研究探讨了该集成模式对经济与环境目标的影响、在应对扰动方面的有效性，以及建立可再生电力网络的最佳时机对网络设计决策的作用。为此，本文构建了一个双目标鲁棒优化模型，用于设计绿色韧性供应链，模型考虑了电力系统中断、可...

解读: 该研究对阳光电源构建绿色韧性电网具有重要指导意义。研究验证了可再生能源集成可降低13%成本,结合储能策略可达22%效益,与我司ST系列储能变流器和PowerTitan系统的应用场景高度契合。双目标鲁棒优化模型可应用于iSolarCloud平台的智能调度算法,提升电网扰动下的供应链韧性。研究强调早期集...

Yiyuan Huang · Maji Luo · Kun Jiang · Chuan Wang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 膜加湿是目前商用车燃料电池系统中最普遍采用的加湿方法。然而，这种被动式加湿方式仅能满足湿度需求。为同时解决高功率燃料电池系统中的加湿与冷却问题，本文提出将空气辅助雾化加湿（AAAH）作为一种主动式加湿技术。然而，目前尚缺乏足够的实验研究来评估AAAH的适用性。本研究在高功率负载条件下观察了喷雾参数的影响，并在多种运行工况下将其与膜加湿（MH）进行了对比。实验结果表明，在采用AAAH时，阴极入口相对湿度与喷雾压力之间存在正相关关系。此外，该技术相较于MH能够实现更高的阴极入口相对湿度和更高的...

解读: 该空气辅助雾化加湿技术对阳光电源氢燃料电池系统及充电桩产品具有重要参考价值。研究中44.8%的系统效率提升和热负荷优化策略,可借鉴应用于我司大功率充电站的液冷散热系统设计。其水回收利用和动态响应控制逻辑,与我司PowerTitan储能系统的热管理技术形成协同,特别是在工商业场景下氢储一体化解决方案中...

Dalia Yousri · Hany Essa Zidan Farag · Sukanya V. · Bijukumar B. 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 由于非均匀温度分布（NUTDs）导致模块之间产生功率损耗，热电发电机（TEG）设备作为潜在绿色能源的应用面临重大挑战。为此，文献中已有若干研究提出通过动态重构TEG阵列的方法，以缓解在非均匀温度分布条件下的失配功率损耗。然而，基于动态配置的方法需要安装开关和传感器，这将增加系统的成本与复杂性。为缓解这些问题，本文提出设计并部署一种针对TEG阵列的优化静态配置（OSC），作为一种可替代标准串并联（SP）结构的独特布局。所提出的OSC通过求解数独谜题来确定，旨在维持TEG阵列中并联支路间的温度...

解读: 该热电发电阵列静态优化配置技术对阳光电源储能系统和电动汽车热管理具有重要借鉴价值。其通过数独算法实现温度均衡分布、提升6.5%功率输出的思路,可应用于ST系列储能PCS的电池热管理优化,降低温差导致的容量损失。相比动态重构方案,静态优化配置无需额外开关和传感器,可节省成本并降低系统复杂度,与阳光电源...

Tianchan Yu · Shurong Liu · Xianting Li · Wenxing Shi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 电动汽车（EV）在低温环境下行驶里程显著衰减的一个关键原因是热管理系统的高能耗。目前，热泵技术与废热回收技术已被广泛应用于提升热管理系统能效，缓解低温环境下电动汽车续航里程的下降问题。然而，传统的废热回收热泵系统以环境空气和废热作为热源，仅在单一蒸发温度下运行，导致在低温工况下热泵性能较差，原因是低品位的空气热源限制了高品位废热的回收效率。为解决上述问题，本文提出一种适用于电动汽车的双蒸发温度热管理系统，该系统可在单蒸发温度模式与双蒸发温度模式之间切换，从而匹配环境空气与废热热源的能量品位...

解读: 该双蒸发温度热管理技术对阳光电源电动汽车解决方案具有重要参考价值。研究揭示的分级能量管理策略可应用于我司OBC车载充电机和电驱系统的热管理优化,通过废热回收与环境热源的协同利用,可降低25%的制热能耗。该技术思路可延伸至储能系统PowerTitan的液冷热管理,通过PCS功率器件废热分级回收提升系统...

Erasto E.Kasala · Jinjie Wanga · Wakeel Hussain · Asia Majidd 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本文综述了近年来在优化海底咸水沉积物中CO₂水合物形成与稳定性的热力与压力管理策略方面的研究进展，重点探讨其在碳捕集与封存（CCS）中的应用。本研究综合了多项研究成果，系统分析了温度与压力调控结合化学添加剂对CO₂水合物生成动力学、稳定性以及封存效率的提升作用。文中讨论了诸如电加热系统和压力循环等新型技术手段在促进水合物形成中的作用。同时，对沉积物非均质性、盐度变化以及环境影响等关键挑战进行了深入剖析。文章最后指出了当前研究中存在的空白，并提出了若干创新方法以提高基于水合物的碳封存效率。本...

解读: 该CO2水合物封存技术中的热管理和压力控制策略,对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。其温度-压力协同调控方法可应用于PowerTitan液冷储能系统的热管理优化,电加热促进水合物形成的思路启发ST系列PCS在极端环境下的温控策略创新。压力循环技术与储能系统充放电循环管理存在相似性,可为电池热失控预防...

Kerem Ziya Akdemir · Kendall Mongir · Jordan D.Kern · Konstantinos Oikonomou 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 人们日益认识到区域间输电容量在电力系统脱碳方面的优势。一个较少被探讨的潜在益处是在极端天气事件期间可能带来的电网性能改善。本研究采用先进的建模链，通过模拟美国西部互联电网在2019年和2059年不同输电规划区域协作水平下的运行情况，评估合作式输电扩展规划的影响。研究重演了2019年两次地理覆盖范围不同的历史热浪事件，并将其置于2059年未来气候变化情景下，以评估在电网压力期间输电合作所带来的效益。结果表明，无论是在整个互联电网层面还是各个输电规划区域层面，合作式输电规划在降低批发电价和减少...

解读: 该研究揭示跨区域输电协作在极端天气下的关键价值,对阳光电源储能系统(PowerTitan/ST系列PCS)具有重要启示。研究表明协作规划可降低64.3%电价并提升电网韧性,验证了分布式储能在热浪等极端场景下的调峰价值。建议结合iSolarCloud平台开发极端天气预测算法,优化GFM控制策略以支撑跨...

Qianggang Wang · Yiyao Zhou · Bingxin Fan · Jianquan Liao 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 为了促进可再生能源的无缝集成，双极性直流配电网（Bi-DCDNs）已在多个领域得到广泛应用，包括深圳未来大厦、波音787飞机以及新加坡的直流LED照明系统。Bi-DCDNs集成了多种灵活设备，以提升经济性和安全性。然而，目前尚缺乏一个综合协调框架来考虑这些灵活设备之间调控特性的异质性。为此，本文提出了一种针对Bi-DCDNs中灵活设备的分层协调框架。具体而言，上层模型考虑直流变压器（DCT）在不同运行模式下的操作差异，以确定最优切换方案从而降低损耗；下层模型则协调DCT、储能系统（ESSs...

解读: 该双极直流配网分层优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和户用光伏系统具有重要应用价值。论文提出的DCT多模式协调、储能系统与电气弹簧联合调控框架,可直接应用于PowerTitan储能系统的电压质量优化和损耗管理。分层控制架构与阳光电源iSolarCloud平台的智能调度逻辑高度契合,特别是在偏远社区...

Peimiao Li · Shibo Wang · Hui Wang · Yun Feng 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 动力舱散热方案的设计受限于复杂的结构配置和较慢的迭代速度。鉴于数值实验所需的巨大时间和计算资源，本文提出了一种快速零维集成精确三维优化模型，用于计算电动汽车动力舱的散热性能并优化其热管理系统。在现有热等效电路模型的基础上，快速零维模型建立了各设备之间的热容与热阻网络，并通过参考精确的初始三维仿真结果对快速零维模型的输出进行修正。随后，利用零维模型搜索最优散热结构配置，并通过实验数据进行验证。结果表明，快速零维集成精确三维优化模型的优化结果得到了三维模型的良好验证。采用所提模型优化电机控制器...

解读: 该零维-三维混合热管理优化模型对阳光电源电动汽车业务具有重要价值。在OBC车载充电机、电机驱动器等功率密集产品中,可将散热方案迭代时间从576小时压缩至72小时,显著加速SiC/GaN功率器件的散热结构设计。该方法可应用于充电桩功率模块热仿真,通过快速优化翅片数量和尺寸,将芯片温度从551K降至35...

Xiang Cheng · Jin Lin · Mingjun Zhang · Liandong Sh 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 由波动性与间歇性可再生能源供电的电解系统，若能快速且准确地跟踪功率指令信号，对于可再生电能制氢（ReP2H）工厂中的能量管理以及作为虚拟电厂（VPP）参与电网频率调节具有重要意义。然而，由于存在电双层（EDL）效应，电解堆功率的变化相对于电流变化存在显著滞后（数秒甚至超过20秒）。这一特性限制了电解系统作为电网灵活负荷的进一步应用。通过在直接连接电解堆的电力电子接口中设计合适的功率控制器以替代传统的电流控制器，有望提升电解堆功率的快速动态响应能力。本文提出了一种统一的碱性水电解（AWE）系...

解读: 该电解制氢功率控制器技术对阳光电源储能-制氢耦合系统具有重要价值。论文提出的功率控制器可将电堆响应时间缩短至0.2秒级,突破传统电流控制模式的双电层效应限制,这与阳光电源ST系列PCS的快速功率调节能力高度契合。技术可应用于:1)PowerTitan储能系统与电解槽的DC/DC接口优化,实现可再生能...

Muhammad Akbara1 · Qi Ana1 · Yulian Ye · Lichao Wu 等11人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 固体氧化物燃料电池（SOFCs）能够提供高效且清洁的电力，但其高温运行瓶颈限制了广泛应用。如果能够开发出替代性电解质以降低工作温度，则SOFC的应用场景有望进一步拓展，例如应用于物联网（IoT）系统的电源。本文作为概念验证，开发了一种基于沉淀法制备的CeO₂电解质、可在400 °C下工作的SOFC，用于为物联网系统中的无线传感器供电。材料研究表明，CeO₂电解质样品形成一种涂层结构，其中非晶态碳酸盐薄层覆盖在CeO₂颗粒表面，从而促进快速的混合质子与氧离子传输。所制备的基于CeO₂电解质的...

解读: 该400°C低温固体氧化物燃料电池技术为阳光电源储能系统提供创新思路。CeO2电解质实现的快速质子-氧离子混合传输机制,可启发ST系列PCS在多能源耦合场景的控制策略优化。其0.65W/cm²功率密度及150小时稳定性,结合超级电容充电管理,与PowerTitan储能系统的能量管理单元设计理念契合。...

Pengyuan Shena · Yuchen Jib · Menglei Zhong · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379

摘要 气候变化对不同类型区域能源系统（DES）经济性能的影响很少被评估。本研究通过建模与分析区域能源系统，模拟并比较了常规系统与冷热电联产系统（CCHP）的性能。建筑模拟采用了在两种未来气候情景下2050–2060年期间降尺度后的逐时气象数据。在当前和未来气候条件下，分别确定了区域能源系统的最优容量配置和运行调度方案。采用生命周期年化单位面积供热与供冷成本（HC）来比较区域能源系统的经济性能。研究发现，在RCP4.5和RCP8.5情景下，年制冷负荷分别增加了6%和9.68%。在不同气候情景下，常...

解读: 该研究对阳光电源区域能源解决方案具有重要参考价值。研究显示CCHP系统相比传统系统可降低32.5%-41%用户成本,验证了储能系统在冷热电联供中的经济性。阳光电源PowerTitan储能系统配合ST系列PCS可优化区域能源调度,应对气候变化导致的冷负荷增长(RCP8.5情景增9.68%)。结合iSo...

Xin Wang · Jason Atkin · Serhiy Bozhko · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379

摘要 多电飞机（More-Electric Aircraft, MEA）的概念在提升能源与交通领域的环境性能、经济性及可靠性方面具有巨大潜力。为充分发挥这一潜力，当前发展趋势是构建日益复杂的电气系统（Electrical Power Systems, EPSs）架构，以满足不断增长的电力需求。此外，一个可靠且智能的能量管理系统（Energy Management System, EMS）对于协调EPS中各类子系统至关重要，需在满足实时运行要求和安全准则的前提下，保障飞行的安全与高效，并降低各飞行...

解读: 该容错分层能源管理系统对阳光电源储能及充电桩产品线具有重要借鉴价值。其MPC+MILP的高层优化与快速响应低层规则的双层架构,可应用于ST系列PCS的多时间尺度协调控制,提升PowerTitan储能系统在电网故障时的可靠性。四模式容错机制可增强充电站群控系统的鲁棒性,确保关键负载供电连续性。该架构与...

Yingying Zhao · Haibin Li · Jiwei Ren · Yinke Liu 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380

摘要 空间探索任务的持续时间和执行能力主要取决于电源的性能。近年来，X射线伏特电池因其超长寿命、极高的能量密度以及高理论效率，成为极端环境下最具前景的电源之一。因此，有必要对转换单元的结构设计和半导体材料的选择进行系统性研究，以充分揭示X射线伏特技术的潜力。本研究展示了基于⁵⁵Fe的X射线伏特电池在实现高能量转换效率及其作为空间探索替代清洁能源应用方面的可行性。通过全面研究转换单元结构参数及不同半导体本征特性对X射线伏特电池能量转换效率的影响，发现采用最优结构的GaAs基⁵⁵Fe X射线伏特电池...

解读: 该X-ray伏特电池技术展示了极端环境下的能量转换新思路,其14.14%转化效率和超长寿命特性对阳光电源储能系统具有启发意义。虽然空间探索应用场景与地面储能差异显著,但其半导体材料优化、能量转换单元结构设计方法可借鉴于ST系列PCS的功率器件研发。特别是GaAs等宽禁带半导体的应用经验,可为阳光电源...