Mohd Hanzl · Arindam Banerj · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380

摘要 潮流涡轮机在较高水平的自由来流湍流中运行。来流湍流影响涡轮机的性能和载荷，并导致传递至电网的功率波动，因而需要昂贵的同步装置。考虑湍流参数在产生涡轮机输出波动中的作用，对于此类设备的优化设计至关重要。本文开展了一项详细的实验研究，以分析一台1:20缩尺比涡轮机在高强度湍流条件下的功率和推力波动，并将其结果与准层流低湍流来流条件进行对比。特别地，我们考察了湍流强度、积分长度尺度、周期性结构以及叶尖速比对涡轮机谱响应的影响。研究发现，涡轮机的功率和推力谱存在低频、中频和高频三个不同的区域，其差...

解读: 该潮汐轮机频谱研究对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。研究揭示的湍流致功率波动机制与ST系列PCS面临的新能源并网波动抑制需求高度契合。文中f^-11/3至f^-8/3频谱衰减特性可指导PowerTitan储能系统的功率平滑算法优化,特别是针对低频周期性扰动的滤波策略设计。湍流积分尺度对频谱影响的分...

Hiroaki Koi · Akira Gunji · Masatoshi Sugimas · Takahiro Kawaguchi 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380

二氧化碳甲烷化是一种具有前景的燃料脱碳技术。由于甲烷化反应为放热反应，反应器的热管理是一个重要问题。本研究探讨了采用金属基相变材料（PCM）进行反应器热管理的效果。在本研究中，将Zn-30%Al合金（熔点：429–509 °C）基PCM复合材料与催化剂混合装填于台架规模反应器中，并进行了稳态与瞬态甲烷化实验。稳态实验结果表明，与传统的单一催化剂条件相比，峰值温度从464 °C降低至411 °C，峰值温度与基底温度之间的温差减少了38%。此外，整个反应器内的温度分布更加均匀，实现了局部热应力的分散...

解读: 该金属相变材料热管理技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究中Zn-Al合金PCM通过高导热性和潜热效应实现温度峰值降低53℃、温差减少38%,可借鉴应用于PowerTitan等大型储能系统的电池热管理。特别是瞬态工况下71%的放热速率抑制能力,可有效防止电池热失控。该被动式热管理方案结合ST系...

Lohit Kumar Sahoo · Sivkumar Mishr · Subrat Kumar Dashb · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381

本文针对并网型微电网（GTMG）中D-STATCOM的最优集成问题，提出了一种基于改进雪融优化器（i-SAO）的求解方法。通过改进的层次分析法（i-AHP），将平均有功功率损耗降低、系统平均最小电压提升、平均最大电压稳定性增强以及平均期望未供电能量（AEENS）减少等指标综合构成多目标函数。采用箱线图分析、Wilcoxon符号秩检验以及基于CEC 2020基准函数的收敛特性分析等严格的统计分析方法，验证了i-SAO算法的有效性与优越性。分析结果表明，在解决标准69节点配电系统中D-STATCOM...

解读: 该研究对阳光电源微电网解决方案具有重要参考价值。D-STATCOM优化配置技术可应用于ST系列储能变流器的无功补偿功能增强,结合SG逆变器构建的并网微电网系统,特别适用于含充电桩场景。改进的雪消融优化算法为iSolarCloud平台的智能调度算法提供创新思路,可优化分布式光伏、储能与充电站的协同控制...

Phuc Ho-Van · Ocktaeck Lim · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381

在质子交换膜燃料电池（PEMFC）中提升其在高电流密度下工作的能力，对于实现广泛采用至关重要。值得注意的是，多项研究致力于开发合适的流场图案以缓解传质受限导致的性能损失，然而目前尚无一种流场能够有效应对在此类工况下同时出现的水淹和燃料饥饿双重挑战。本研究提出了一种新颖的方法，即将受自然界启发的三周期性极小曲面（TPMS）多孔结构引入PEMFC的流场设计中。我们的数值模拟结果表明，G-细带网络（GL25-FF）是最具前景的解决方案。其周期性且非曲折的孔道结构能够有效地将气流引导至气体扩散层（GDL...

解读: 该TPMS仿生多孔流场技术对阳光电源氢能储能系统具有重要借鉴价值。其G-配体网络结构通过优化质量传输,在0.4V电压下实现1.91A/cm²电流密度,较丰田Mirai提升5%,可应用于公司燃料电池备用电源系统。该技术的双相水管理策略和低压降设计理念,可迁移至ST系列PCS的液冷散热优化,改善大功率储...

Sai-Jie Cai · Mu-Chen Wang1 · Jun-Hong Chen · Zhuo Zhang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.382

水管理和热管理对质子交换膜燃料电池的性能至关重要。本文设计了一种活性面积为25 cm²的透明单电池，用于在不同工况下表征水分布特性。在电池的设计与组装过程中，该方案克服了电池密封方面的技术挑战。通过神经网络对不同运行条件下录制的视频进行逐帧分析，实现了液态水的量化。为了进行对比分析，采用了阈值处理方法，并详细讨论了其优缺点。利用基于阈值处理结果生成的包含137帧的高质量训练集对神经网络进行训练。本研究探讨了温度、电压以及流场结构设计对水积累的影响。基于神经网络的语义分割方法在复杂工况下表现出优异...

解读: 该神经网络图像处理技术对阳光电源储能系统热管理具有重要借鉴价值。ST系列PCS和PowerTitan储能系统运行中的温度监测与水汽管理是关键挑战,文中基于语义分割的实时监测方法可应用于电池簇热失控预警。透明化设计理念启发iSolarCloud平台开发视觉诊断模块,通过热成像与AI识别实现储能柜内异常...

Shuai Huang · Tian You · Yudong Xi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.382

摘要 随着现代高速铁路的快速发展以及极端高温天气频率的不断增加，无砟轨道板因热问题引发的开裂和上拱离缝等问题日益突出。然而，当前针对无砟轨道板的热管理技术仍较为有限，主要依赖冷却管和涂层等方法。冷却管系统通过在轨道板内部布置流体管道实现散热，虽具有一定效果，但存在能耗高、安装复杂及维护困难等问题。作为一种环境友好且节能的被动冷却方式，辐射冷却涂层在建筑屋顶、外墙以及光伏组件上的应用效果已得到验证，有望改善无砟轨道板的热环境，缓解其热致病害。本文首先回顾了辐射冷却技术的基本原理，继而综述了常见辐射...

解读: 该辐射冷却技术对阳光电源光伏及储能系统具有重要应用价值。文中提到的辐射冷却涂层已在光伏组件上验证有效,可降低表面温度约10°C,这与我司SG系列逆变器和PowerTitan储能系统的热管理需求高度契合。采用TiO₂、BaSO₄等反射材料和多层结构设计的被动冷却方案,可优化我司户外设备的温控性能,降低...

Zhenyi Tao · Cheng Lin · Yu Tian · Peng Xi 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383

摘要 在寒冷气候下，由于电池在低温条件下性能下降而引发的续航焦虑，严重阻碍了电动汽车（EV）的广泛普及。电池预热被视为解决这一问题的有效手段。然而，由于需要在不同环境条件、电池状态和车辆功率需求之间权衡预热能耗与电池性能恢复效果，确定合理的预热截止温度仍具挑战性。本研究探讨了预热截止温度对电池可用能量的影响，并提出了一种用于确定最佳电池预热截止温度的系统性方法。同时，本文还设计了一种加热策略，旨在最大化电池可利用能量并满足电动汽车冷启动时的功率需求。结果表明，无论采用何种加热系统，所提出的策略均...

解读: 该研究对阳光电源储能系统及充电桩产品具有重要价值。电池预热优化策略可直接应用于ST系列PCS的热管理算法,通过精确控制预热截止温度,在PowerTitan等大型储能系统中平衡加热能耗与性能恢复,提升低温环境下的能量利用率。对充电站业务,可开发智能预热功能,结合iSolarCloud平台实现环境自适应...

Xiaofeng Ma · Hao Guo · Peixue Jiang · Yinhai Zhu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383

摘要 超临界CO₂（SCO₂）Brayton循环因其优异的性能和紧凑性，被广泛认为在航空航天推进领域具有广阔的应用前景。本研究提出了一种基于分流方案的新型循环构型，适用于热沉资源受限的工作条件。此外，建立并验证了一个包含双模态超燃冲压发动机、再生冷却通道以及SCO₂ Brayton循环的一维耦合模型及求解策略，并通过文献中的实验数据进行了验证。基于所提出的耦合模型，分析了在热沉受限条件下不同Brayton循环构型的耦合性能及其影响因素。采用优化方法确定了三种循环构型的最优设计方案，并对其性能进行...

解读: 该超临界CO₂布雷顿循环技术对阳光电源储能热管理系统具有重要借鉴价值。其分流式循环架构和有限热沉条件下的优化设计理念,可应用于PowerTitan等大型储能系统的液冷热管理优化。研究中的再生冷却通道耦合模型和多目标优化方法,可指导ST系列PCS功率器件(SiC/IGBT)的散热设计改进,提升功率密度...

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...

Jing Zhao · Xinxuan Cheng · Yongkang Ma · Zixun Zhong 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.385

热管理对于开式阴极质子交换膜燃料电池（OCPEMFCs）的高效运行、安全性和耐久性至关重要。本研究创新性地采用一种基于湍流网格的新方法，以增强OCPEMFCs的传热与传质性能。通过开展一系列实验，测量并比较了温度、电压和电化学阻抗等参数，以验证湍流网格的有效性。在此基础上，系统研究了湍流网格的单元尺寸和安装距离等关键参数对OCPEMFCs运行特性的影响。实验结果表明，湍流网格显著提高了气流的湍流强度，从而增强了OCPEMFCs的传热效率和氧气传质速率。因此，电池的输出性能和热性能得到显著改善，甚...

解读: 该燃料电池热管理技术对阳光电源氢能业务具有重要参考价值。湍流栅格强化传热传质的方法可应用于我司燃料电池热管理系统设计,通过优化气流扰动降低欧姆阻抗87.8%的效果显著。该技术思路可借鉴至储能PCS的ST系列散热优化、充电桩功率模块热管理,以及SiC/GaN功率器件的冷却系统设计中。结合iSolarC...

Mingguang Yang · Zhenhua Quan · Lincheng Wang · Zejian Chang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386

摘要 本研究提出并制备了一种新型混合冷却质子交换膜燃料电池（PEMFC）堆，该电池堆专门设计了高效的混合冷却通道。与传统的风冷电池堆以及上一代配备微热管阵列的分体式冷却电池堆相比，混合冷却电池堆实现了更高的负载能力、更优的发电性能和更佳的热管理性能。此外，混合冷却电池堆配置的风扇数量更少，从而降低了辅助功耗，并实现了更均匀的电压分布。实验结果表明，混合冷却电池堆的负载容量比分体式冷却电池堆高出14.3%，相较于同规格的普通风冷PEMFC电池堆则提升了71.4%。在相同电流条件下，混合冷却电池堆的...

解读: 该混合冷却PEMFC技术对阳光电源氢能储能系统及充电桩产品具有重要借鉴价值。其混合冷却路径设计实现71.4%负载能力提升和70.2%电压均匀性改善,可应用于ST系列储能变流器的热管理优化,特别是PowerTitan大功率场景。电压均匀性控制思路可融入VSG控制策略,提升多模块并联系统一致性。风扇功耗...

Aezid-Ul-Hassan Najmi · Abdul Wah · Rohith Prakash · Oliver Schopen 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.387

摘要 燃料电池混合动力电动汽车（FCHEVs）有望满足道路交通中高功率需求，同时减少温室气体排放。然而，尽管前景广阔，FCHEVs在进入当前汽车市场的过程中仍面临诸多挑战，其中热管理是主要挑战之一。除了显著降低FCHEVs的效率外，辅助负载以及加热和冷却需求还可能由于加热/冷却效率低下而导致电动部件寿命缩短，进而影响工作温度。本综述指出，现有研究主要集中于各个子系统，对FCHEVs整体热管理集成的关注较为有限。诸如废热回收（WHR）等新型策略被证明可将质子交换膜燃料电池（PEMFC）的效率从40...

解读: 该燃料电池混合动力热管理技术对阳光电源EV解决方案具有重要参考价值。文中提出的废热回收(WHR)系统可将效率提升至90%,可借鉴应用于我司OBC充电机和电机驱动系统的热管理优化。相变材料(PCM)技术可集成到充电桩温控设计中,提升极端温度下的充电效率。结合iSolarCloud平台的预测性维护能力,...

Runsen Wang · Yuzhu Chen · Meng Lin · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 高性能的热化学循环在燃料生产过程中需要一个高能耗的还原步骤，这是由于其对高温和低氧分压的严格条件所致。集成的高温电化学氧泵（EOP）能够实现有效的原位除氧，以较低的能量消耗灵活调节氧环境。然而，由极端高的还原温度（通常超过1500 °C）引起的热失效问题对氧泵的稳定性构成了挑战。本研究提出了一种通过主动冷却氧泵以防止过热的热管理策略，用于实现氧泵的集成。采用数值模拟与实验方法相结合的方式评估了反应器的性能。在有无主动冷却条件下，分别评估了氧化铈（ceria）的热化学性能和EOP的电化学性能...

解读: 该太阳能热化学制氢技术对阳光电源储能系统具有重要启示。研究中的热管理策略与主动冷却方案可应用于PowerTitan储能系统的热控优化,特别是电化学氧泵的温度梯度控制思路可借鉴至ST系列PCS的功率器件散热设计。文中提出的多参数协同优化方法(材料高度、间隙距离、温差控制)对储能系统电芯热管理和BMS策...

Changyang Guan · Junnian Wang · Tianhui Zheng · Qikai Wang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389

摘要 近十年来，电动汽车（EVs）发展迅速，近年来对高性能电动汽车的研发尤为关注。然而，电驱动系统在驱动性能与效率之间的矛盾尚未得到充分解决。为提供一种潜在的解决方案，本文通过探索双电机驱动单元中可能最优的动力耦合构型，提出了一种新型双电机耦合扭矩矢量驱动系统（DCTVD）。相应地，基于DCTVD的多模式运行能力，本文提出并详细讨论了一种参数优化方法、驱动模式切换控制策略以及扭矩矢量控制策略。在应用上述方法与策略后，通过仿真验证了DCTVD的节能潜力。典型行驶工况循环测试结果表明，相较于传统的单...

解读: 该双电机耦合扭矩矢量驱动技术对阳光电源电动汽车动力系统产品线具有重要借鉴价值。其多模式运行与参数优化方法可应用于我司电机驱动控制器开发,通过模式切换策略提升驱动效率10-15%。扭矩矢量控制算法可集成至充电桩与车载OBC系统的功率分配优化中。多物理场耦合仿真方法论与我司PowerTitan储能系统的...

Xinmin Liu · Wenqiang Sun · Tiantian Chen · Xiaoyuan Xu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389

摘要 可再生能源的大规模并网给电力系统的灵活稳定运行带来了新的问题与挑战。基于需求侧资源的新型电网调节模式已成为工业发展的重要趋势。钢铁等工业场所耗电量巨大，具备显著的需求响应（DR）潜力。然而，工业负荷的实时调节能力尚未得到清晰量化，且由于能源与环境因素的影响，工业部门参与需求响应的积极性较低。为弥补上述研究空白，本文聚焦钢铁工业中的热轧过程，提出一种评估模型以量化其实时需求响应潜力。通过对热轧过程在需求响应期间的能源与环境性能进行分析，制定了在加热炉待机期间减少工艺气体供应和降低二氧化碳排放...

解读: 该研究揭示钢铁行业热轧工序具备16MW级实时需求响应潜力,为阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列PCS在工业负荷侧应用提供新场景。可结合iSolarCloud平台开发工业DR智能调度算法,通过GFM控制技术实现毫秒级功率响应,配合绿电消纳降低碳排放。建议针对高耗能工业开发定制化储能解决方案...

Mina Montazeria1 · Carl Remlingerb1 · Benjamin Bejar Haro · Philipp Heer · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

摘要 机器学习在智能建筑领域经历了显著的发展，无论是在建筑建模还是能源管理方面均是如此。数据驱动方法利用可获得的测量数据，绕过基于物理模型的缓慢且昂贵的校准过程，从而提供更高的适应性、更低的维护成本以及更大的灵活性。然而，这些模型的质量依赖于历史数据，而新建建筑可能缺乏足够的历史数据。本文提出了一种从温度建模到供暖控制完全数据驱动的模块化方法，在将控制器从源建筑迁移到目标建筑时仅需少量数据。该控制器由两个模块组成：一个深度强化学习代理，用于管理期望的室内温度；以及一个针对每个房间特定的执行动作映...

解读: 该模块化数据驱动控制技术对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)及充电站热管理具有重要价值。其深度强化学习架构可迁移至储能温控优化,仅需少量现场数据即可适配不同容量电池簇的热管理策略。物理一致性建模思路可融入iSolarCloud平台,实现储能系统26%以上能耗优化。模块化acti...

Akhil Ashar · Lukas Wehrl · Olaf Deutschmann · Robert J. Braun · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

摘要 固体氧化物燃料电池（SOFCs）被视为一种极具吸引力的发电技术，有望在无需任何预重整的情况下直接以氨为燃料运行，实现氨到电能的直接转换。本文针对交通领域提出并评估了一种基于氨的SOFC-燃气轮机（GT）系统概念，采用多尺度建模工具进行分析。该模型结合了三维多尺度SOFC电堆仿真与电站辅助系统组件建模，以估算整个系统的性能表现。工业级电堆仿真基于高功率密度的掺钆二氧化铈（GDC）电解质电池结构，并包含微观动力学机制以评估氨分解过程。通过精心设计的参数化权衡研究，对系统效率、总压比、电化学利用...

解读: 该氨燃料SOFC混合系统技术对阳光电源氢能战略布局具有重要参考价值。其60%以上系统效率和高功率密度特性,可启发我司在重卡充电站和分布式发电领域的技术创新。SOFC-燃气轮机混合架构与我司ST系列储能PCS的DC/AC变换技术存在协同潜力,特别是GFM控制策略可优化燃料电池并网稳定性。氨作为零碳燃料...

Rongkang Liua1 · Xinning Zhua1 · Xi Wang · Ruiheng Xiang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

喷嘴形状及运行工况对喷射器的引射性能具有显著影响。基于AVL Cruise-M平台，建立了氢燃料电池重型车辆仿真框架及110 kW氢燃料电池发动机模型。结合CHTC-TT行驶循环工况进行仿真，获取了燃料电池阳极端氢气质量流量与压力的数据。基于上述数据，开展了一种可调节花瓣形阀芯喷射器的设计与研究工作。研究分析了喷射器阀芯结构及供气位置对引射性能和稳定性的具体影响。结果表明，所设计的花瓣形阀芯喷射器有效增强了主流与次流之间的射流湍流程度以及物质与能量交换效果，在SP12定位条件下，其引射比相较于锥...

解读: 该可调引射器技术对阳光电源氢能业务拓展具有重要参考价值。研究中的花瓣形主轴阀设计通过增强湍流提升氢气循环效率,其动态响应能力和宽工况适应性(10-110kW)与我司充电桩及电驱系统的功率调节需求高度契合。引射器的背压稳定控制理念可借鉴至ST储能系统的热管理优化,特别是氢燃料电池与储能耦合场景。建议将...

Keyan Zhu · Guangming Zhang · Chen Zhu · Yuguang Niu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 提升热电联产（CHP）机组的综合性能对于消纳可再生能源和实现节能减排具有重要意义。为此，本文提出一种基于强化学习（RL）与多目标模型预测控制（MOMPC）的双层优化策略，以提升CHP机组的灵活性与经济运行性能。首先，构建了CHP机组模型，并将其各类参数纳入MOMPC的滚动优化过程中，作为下层跟随者以求解基础控制问题。其次，提出了一种融合双延迟深度确定性策略梯度（TD3）算法与MOMPC的双层优化策略（TD3-MOMPC），将TD3智能体设定为上层领导者；通过分解复杂的灵活性需求与CHP机组...

解读: 该双层优化策略对阳光电源储能系统(ST系列PCS/PowerTitan)具有重要应用价值。TD3强化学习与多目标MPC结合的架构可借鉴至储能参与调频调峰场景:上层TD3智能体动态调整MPC权重和预测时域,下层MPC执行功率控制,实现灵活性与经济性平衡。该方法可优化储能系统在新能源消纳中的充放电策略,...

Giancarlo Gentil · Francesco Stefano Carli · Matteo Speranzell · Marco Binotti 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 星形吸热器是一种新型吸热器概念，旨在提高太阳能塔式电站的性能并降低其成本，从而增强这种可再生且可调度发电技术的竞争力。本文对星形吸热器进行了全面分析，该吸热器由于其独特的几何结构，能够实现更低的光学和热损失、更长的使用寿命以及更低的建造与维护成本。文章描述了评估星形吸热器光学与热性能、压降、蠕变-疲劳寿命、风荷载以及资本和运行成本的方法体系。具体而言，采用光线追踪模拟工具进行光学分析，同时在MATLAB中构建定制化的数值模型以研究其热力、机械及经济特性。所提出的方法可用于估算在特定场址条件...

解读: 星型接收器通过优化几何结构降低光热损失并提升寿命,其系统级优化思路对阳光电源光储一体化方案具有启发意义。该技术实现30%的平准化热成本降低,验证了通过拓扑创新提升系统经济性的可行性。可借鉴其多物理场协同优化方法,应用于ST系列储能变流器的热管理设计,以及SG逆变器在大型光伏电站的布局优化,通过降低光...