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水下超临界CO2循环发电系统原型的性能分析
Performance analysis of a underwater power transcritical CO2 cycle system prototype
Zhi Ling · Xuan Wang · Hua Tian · Gequn Shu 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391
摘要 深海水下设备的能量系统是支撑其运行的核心要素，高能量密度、高安全性和稳定性是衡量该系统性能的关键指标。针对目前水下设备缺乏高度适应性二次循环系统的现状，本文构建了一套100 kW级回热再热型超临界CO2循环水下动力系统原型，并首次在模拟深海冷源（<2 °C）与微型反应堆热源（>500 °C）条件下，完成了从待机到发电全过程的性能测试。结果表明，该系统的实际循环热效率达到22.7%，发电功率为97.6 kW，在冷源温度±1 °C波动范围内均可稳定运行，且当海水温度突变时，系统流量波动仅为0....
解读: 该超临界CO2循环技术对阳光电源海上储能及电力电子系统具有重要借鉴价值。其22.7%循环效率和1MW/m³功率密度为海上风电储能系统(PowerTitan海上版)提供热管理优化思路。密闭自回流冷却技术可应用于ST系列PCS和SG大功率逆变器的液冷散热设计,提升功率密度。±1°C温度波动下0.725%...
面向大负载波动质子交换膜燃料电池系统的控制导向热管理策略
Control-oriented thermal management strategies for large-load fluctuation PEM fuel cell systems
Yuhan Li · Zhifeng Zheng · Yangge Guo · Xiaojing Cheng 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392
摘要 热管理控制对质子交换膜燃料电池（PEMFC）的性能与耐久性具有重要意义。在大负载波动工况下，由于系统具有强非线性和时变时滞特性，热管理控制面临巨大挑战。为此，本文采用串级内模控制（IMC）方法，结合电流前馈控制，以提升宽范围负载变化下的跟踪性能及对时滞扰动的鲁棒性，同时降低系统时滞影响。此外，提出了一种针对恒温器和风扇的双内环串级IMC结构，以进一步增强系统鲁棒性，并引入改进型Smith预估器以改善时滞扰动的抑制能力。首先通过阶跃响应测试和白噪声扰动测试分别评估所提出控制策略的响应速度与鲁...
解读: 该燃料电池热管理控制技术对阳光电源氢能业务拓展具有重要参考价值。文中提出的级联内模控制(IMC)与电流前馈结合策略,可应用于公司充电桩及储能系统的热管理优化,特别是ST系列PCS在大功率波动场景下的温控精度提升。双内环级联IMC与改进Smith预估器的鲁棒性设计思路,可借鉴至SG逆变器的宽温度范围运...
兆瓦级质子交换膜燃料电池热电联产系统中创新多端口余热回收的动态性能
Dynamic performance of an innovative multi-port heat recovery in megawatt-class PEM fuel cell cogeneration system
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...
基于深度强化学习的氢燃料电池列车能量与热管理协同优化策略
Collaborative optimization strategy of hydrogen fuel cell train energy and thermal management system based on deep reinforcement learning
Kangrui Jiang · Zhongbei Tian · Tao Wen · Kejian Song 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393
摘要 轨道交通脱碳已成为轨道交通行业未来发展的主要方向。氢燃料电池（HFC）列车因其零碳排放和较低的改造成本，成为具有竞争力的潜在解决方案。然而，由于氢气在储存、运输和利用方面面临的挑战，其成本较高，仍是制约HFC列车商业化的主要因素。温度对HFC的能量转换效率和寿命具有显著影响，其热管理要求比内燃机更为严格。现有的HFC列车能量管理系统（EMS）通常忽略了HFC温度变化对能量转换效率的影响，难以根据环境动态条件实现能量与热管理的实时平衡控制。为解决这一问题，本文提出一种基于深度强化学习（DRL...
解读: 该深度强化学习能量-热管理协同优化技术对阳光电源氢能及储能系统具有重要借鉴价值。其MDP建模与双深度Q学习算法可应用于ST系列PCS的多能源协调控制,实现电池SOC动态平衡与温控优化。该方法在充电站EV Solutions中可优化充电功率分配,降低设备热应力;在PowerTitan储能系统中可提升变...
液冷式质子交换膜燃料电池热管理策略综述：温度调节与冷启动
A review on thermal management strategy for liquid-cooling proton exchange membrane fuel cells: Temperature regulation and cold start
Hongye Sua · Haisong Xua · Lei Wanga · Zhiyang Liu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393
有效的热管理策略对于优化质子交换膜燃料电池（PEMFC）的性能和耐久性至关重要。本文对液冷式PEMFC的热管理策略进行了系统性综述，重点聚焦于温度调节与冷启动运行两个方面。首先，介绍了PEMFC在高于和低于冰点温度下的基本热特性，随后概述了热系统模型的离线与在线辨识方法。接着，针对PEMFC热系统固有的非线性和耦合特性，以及内部和外部多种干扰的存在，从四个角度对各类温度控制策略进行了回顾与分类：（1）探究最佳运行温度与PEMFC整体性能之间的关系；（2）管理多输入多输出冷却系统中的耦合效应；（3...
解读: 该燃料电池热管理技术对阳光电源氢能储能系统及电动汽车充电解决方案具有重要借鉴价值。文中温度调控策略(模型驱动、数据驱动、自适应控制)可应用于ST系列储能PCS的热管理优化,降低冷却系统寄生功耗,提升系统效率。多输入多输出耦合控制方法与阳光VSG虚拟同步机技术理念契合,可增强系统鲁棒性。冷启动快速预热...
基于内燃机与斯特林发动机混合动力的新型CCHP系统仿真与性能优化
Simulation and performance optimization of a novel hybrid CCHP system based on the prime movers of internal combustion engine and Stirling engine
Mohammad Sheykhi · Mahmood Mehregan · Saeed Ghorbani · Amin Emamian 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393
摘要：冷热电联产系统（CCHP）能够提高传统能源供应系统的效率，并减少碳排放。本文提出了一种新型的冷热电联产（CCHP）系统结构，其原动机采用内燃机与斯特林发动机相结合的方式，通过龙格-库塔法进行数值模拟，并采用遗传算法技术进行优化。文中讨论了若干关键参数对CCHP系统容量、效率、一次节能率以及投资回收期的影响，这些参数包括斯特林发动机的转速、相位角、回热器长度及孔隙率，以及内燃机的转速和点火正时。结果表明，由于内燃机具有较高的运行效率，采用混合原动机的CCHP系统可使斯特林发动机在高转速下启动...
解读: 该混合CCHP系统的多能源协同优化思路对阳光电源综合能源解决方案具有重要借鉴价值。其遗传算法优化方法可应用于ST系列储能系统与分布式光伏的协同调度,通过iSolarCloud平台实现多能互补优化。混合动力机组效率提升12%的成果启发PowerTitan储能系统在工商业场景中集成冷热电三联供,缩短投资...
锂离子电池高倍率放电老化机理与解析建模：侧重于正极集流体溶解与颗粒断裂
Mechanism and analytical modeling of high-rate discharge aging in lithium-ion batteries: Emphasizing cathode current collector dissolution and particle fracture
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...
面向集成零排放航空
IZEA）的液氢储存、热管理与输运控制系统
Parmit S.Virdi · Wei Guo · Louis N. Cattafest · Peter Cheetham 等12人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393
摘要 航空业的快速发展凸显了迫切需要减少碳排放和凝结尾迹排放，这两者是导致气候变化的关键因素。氢气因其高的比化学能，成为一种极具前景的清洁燃料替代方案。为推动可持续航空发展，本文提出了一种面向集成零排放航空（Integrated Zero Emission Aviation, IZEA）的创新性液氢储存、热管理与输运控制系统设计。本设计利用液氢的制冷能力，对关键动力系统组件的温度及热负荷进行有效调控。通过调节储氢罐内的压力，我们验证了系统能够实现所需的氢气质量流量——最高达0.25 kg/s，以...
解读: 该液氢热管理系统对阳光电源储能及电驱动产品具有重要启示。文中通过系统级优化实现0.62重量指标和16.2MW功率传输的方法,可借鉴于PowerTitan储能系统的热管理优化,特别是PCS功率器件的液冷设计。氢燃料冷却潜力为EV充电桩大功率模块散热提供新思路。压力调控的流量管理策略可应用于储能系统BM...
基于模型优化的可逆固体氧化物电池电化学特性与热管理
Optimal model-based electrochemical characteristics and thermal management of reversible solid oxide cells
Ruhuan Li · Jun Zhou · Zitong Qiu · Haonan Li 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395
摘要 可逆固体氧化物电池（RSOC）能够实现高效的电-气-热联产，然而在能源系统优化中，如何将RSOC的电化学表征与热管理进行耦合的研究仍较为缺乏。本文提出了一种全面的基于RSOC的联产模型，该模型独特地整合了电化学特性和热管理，并考虑了RSOC的多状态运行模式。所提出的模型在基准电价、波动电价和补贴电价三种场景下，相较于固定模式运行分别实现了3.14%、2.96%和4.55%更高的经济效益，表现出优越的经济性能。此外，该模型在优化过程中有效捕捉了RSOC的动态特性，这通过详细的运行调度结果得以...
解读: 该RSOC电-气-热三联供优化模型对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。其电化学特性与热管理耦合优化思路可应用于ST系列PCS的多模式运行策略,特别是模式切换时的电流平滑过渡和温度自主调控机制,可提升PowerTitan储能系统在日前调度中的经济性3-5%。热备用消除预热时间、增强功率响应的设计理念,...
作为仿真优化代理模型的约束高斯过程在太阳能工艺热系统中的应用
Constrained Gaussian processes as a surrogate model for simulation-based optimization of solar process heat systems
Leonardo F.L.Lemo · Allan R.Stark · Alexandre K.da Silva · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395
摘要 评估可再生能源驱动系统的性能，例如太阳能工艺热系统，可能需要开发复杂且计算成本较高的模型，以在大量不同的设计构型和运行条件下对这些系统进行仿真。由此产生的数据网格通常用于训练代表系统性能的代理模型，进而可用于分析系统的盈利能力并计算经济上最优的配置。然而，这种方法可能并不可行，因为它需要过多的仿真次数。因此，本研究提出了一种新颖且替代性的方法，采用约束高斯过程结合主动学习策略，以显著减少所需的训练数据量来构建此类代理模型。结果表明，对于一个测试的四维示例案例，与基于网格的方法相比，所提出的...
解读: 该约束高斯过程代理模型技术对阳光电源光储系统优化具有重要价值。可应用于ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同配置优化,通过减少75%仿真数据量显著提升系统设计效率。该主动学习策略可集成至iSolarCloud平台,实现光热-储能混合系统的快速经济性评估与容量配置优化,特别适用于工商业场景下Po...
MapVC：基于地图的深度学习用于电动汽车生态驾驶中的实时电流预测
MapVC: Map-based deep learning for real-time current prediction in eco-driving electric vehicles
Zhuoer Wanga1 · Xiaowen Zhub1 · Qingbo Wangc1 · Jian Zhoua 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396
摘要 电源电池工作电流的预测对于保障电动汽车（EV）的工作性能至关重要。然而，复杂的真实世界生态驾驶场景——特别是再生制动系统（RBS）的频繁启用导致出现负电流值——给动力系统数据带来了强烈的随机性。为了克服传统数据驱动模型在捕捉此类复杂性方面的局限性，本文提出了MapVC框架。首先，引入一种基于地图的编码器，通过估计车辆运动状态来推断RBS的工作情况，显著增强了对复杂真实驾驶条件下数据的预测性能。此外，采用基于多头自注意力机制的解码器，以提取多尺度时间特征，实现对电池内部状态变化的全面建模。同...
解读: 该MapVC框架对阳光电源储能系统和充电桩产品具有重要应用价值。其基于地图的电流预测技术可直接应用于ST系列PCS和充电站的能量管理系统,通过预判制动回馈电流优化PowerTitan储能系统的充放电策略。多头注意力机制与双向GRU的组合为iSolarCloud平台的预测性维护提供了新思路,可提升电池...
耦合计算流体动力学与深度强化学习的点吸收式波浪能转换装置在不规则波浪环境中的锁定控制
Latching control of a point absorber wave energy converter in irregular wave environments coupling computational fluid dynamics and deep reinforcement learning
Hao Qin · Haowen Sua · Zhixuan Wen · Hongjian Liangb · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396
摘要 本文提出了一种新颖的锁定控制模型，该模型耦合计算流体动力学（CFD）与深度强化学习（DRL），以提升点吸收式波浪能转换装置（WEC）的波浪能量捕获性能。首先，构建了一个数值波浪水槽（NWF）以生成不可预测的不规则波浪，并基于CFD模拟WEC与波浪之间的双向耦合作用，从而为DRL输入构建非线性的环境状态空间。同时，设计了一种基于软演员-评论家（Soft Actor-Critic, SAC）算法的训练方法，无需显式参数调节，实现非预测性的锁定控制智能体。其次，利用CFD-DRL耦合模型，在并行...
解读: 该CFD-DRL耦合控制技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。论文中SAC算法实现的非预测性控制策略,可应用于ST系列PCS的能量管理优化,通过深度强化学习应对电网波动的非线性特性,类似波浪能转换器应对不规则波浪。多物理场耦合仿真方法可增强PowerTitan储能系统的热管理与功率控制协同优化。该...
微型热电联产固体氧化物燃料电池系统的性能评估与快速诊断
Performance assessment and fast diagnosis of a μ-CHP solid oxide fuel cell system
Hangyu Yua · Florian Bernard Berset · Pyry Mäkinen · Cédric Frantz 等14人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397
摘要 在线性能表征与故障状态诊断对于确保微型热电联产（μ-CHP）固体氧化物燃料电池（SOFC）系统的家庭安全运行和延长使用寿命至关重要。然而，针对紧凑型SOFC系统实现快速且准确的故障检测与性能表征仍是一个挑战。本研究应用多种诊断方法对一个μ-CHP SOFC系统进行表征，包括恒电流电位法、电化学阻抗谱（EIS）、总谐波失真（THD）分析工具。性能表征与状态诊断在不同功率需求、燃料不足、高碳燃料供给以及长期运行条件下进行。正常工况与燃料不足条件下的EIS结果表明，远离燃料入口的底部27-cel...
解读: 该SOFC微型热电联供系统的快速诊断技术对阳光电源氢能储能系统具有重要借鉴价值。文中采用的电化学阻抗谱(EIS)和总谐波失真(THD)在线监测方法,可应用于ST系列储能变流器的电池健康状态诊断。燃料饥饿检测逻辑(0.01-0.1Hz正弦激励)可移植到PowerTitan系统的电池簇不均衡预警中。长期...
一种结合数据驱动预测与超 twisting 控制的低碳微电网混合方法
A hybrid approach involving data driven forecasting and super twisting control action for low-carbon microgrids
Naghmash Ali · Xinwei Shen · Hammad Armgha · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398
摘要 本文提出了一种基于两级密集残差神经网络的优化框架，旨在提升微电网中能量管理系统（EMS）的运行效率。该框架解决了传统数值优化方法在求解经济调度问题时存在的不足，这些传统方法通常优先考虑精度而牺牲了实时性能，并且未能充分最大化可再生能源的发电量。所提出的框架在上层控制中不仅能够求解经济调度问题，还能优化来自可再生能源的功率输出。在本地层面，采用超 twisting 滑模控制策略，以精确跟踪由能量管理系统生成的参考指令，并确保直流母线电压的精准调节。框架的稳定性通过李雅普诺夫稳定性准则进行了理...
解读: 该混合优化框架对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。论文提出的双层密集残差神经网络可优化微电网经济调度,超扭曲滑模控制实现精确直流母线调控,与阳光电源GFM/GFL控制技术高度契合。该方法在600V氢电混合微网的实时验证表明,可提升储能系统EMS响应速度和新能源消纳...
面向实际应用的基于VO2的温度自适应辐射材料研究进展
VO2-based temperature-adaptive radiative materials towards real-world applications: A review
Tingli Rena · Congju Liab · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.399
摘要 全球变暖带来的日益严峻的挑战使得对可持续冷却解决方案的需求达到了前所未有的高度。在众多技术中，基于二氧化钒（VO2）的材料因其在高效热管理方面的潜力而成为极具前景的候选者。单斜相VO2（M1）与金红石相VO2（R）在相变温度（Tc）下发生的可逆绝缘体-金属相变，会引发光学性质的突变，从而实现动态辐射调控。然而，这类材料的实际应用受到固定相变温度以及光谱调制能力有限的制约。本文系统综述了通过元素掺杂策略及微/纳米结构工程优化VO2热致变色性能的最新研究进展。这些性能增强的基于VO2的材料在智...
解读: VO2温控辐射材料的相变光学调控特性对阳光电源储能热管理具有创新价值。PowerTitan等大型储能系统面临温度波动导致的效率损失,VO2材料可实现被动式动态散热,降低空调能耗15-25%。其智能窗应用可优化集装箱式储能舱温控,SiC/GaN功率器件的散热设计也可借鉴其自适应辐射调节机制。建议关注掺...
探究低温共烧结制备具有Ni-GDC活性层的Ni-YSZ支撑固体氧化物电解池的可行性
Investigating viability of low temperature co-sintering to produce Ni-YSZ supported solid oxide electrolysis cells with a Ni-GDC active layer
Morten Phan Klitko · Albert Lopez de Moraga · Julian Taubman · Stéven Pirou 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400
摘要 固体氧化物电池（SOC）由于其无与伦比的效率，适用于大规模电解应用。目前燃料电极支撑型电池的性能瓶颈在于Ni-YSZ燃料电极，其在高电流密度下会发生严重的退化，从而限制了氢气的生产能力。为克服上述限制，本研究展示了将Ni-GDC（Ce0.9Gd0.1O1.95）燃料电极集成到共烧结薄电解质电池中的可行性。Ni-GDC在电解质支撑型电池中广泛应用，且未表现出类似的退化现象。本研究在制造工艺上的创新之处在于将共烧结温度降低至1250°C，以抑制GDC与氧化锆基电解质之间的有害互扩散。实验表明，...
解读: 该固体氧化物电解池技术对阳光电源氢能储能系统具有战略价值。研究中Ni-GDC电极在高电流密度下的长期稳定性改善,可为ST系列储能变流器的电解制氢应用提供技术参考。低温共烧结工艺(1250°C)降低界面扩散的思路,与阳光电源功率器件的热管理优化理念契合。虽然当前电化学性能下降50%,但500小时无Ni...
集成多物理场建模与机器学习以提升质子交换膜水电解系统的效率与热管理
Integrating multiphysics modeling and machine learning for enhanced efficiency and thermal management in PEM water electrolyzer systems
Zilong Yanga · Jin Yangb · Haoran Sunb · Weiqun Liua 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
摘要 质子交换膜（PEM）水电解槽是实现可持续氢气生产的一项有前景的技术，然而在不同工况下优化其性能仍是一个关键挑战。本研究构建了一个优化问题，旨在考察关键操作参数（如入口流量Q_in和入口温度T_in）如何影响一个5 cm × 5 cm的PEM水电解槽的性能。目标是最大化系统效率、确保热安全性，并最小化辅助系统（BOP）的能耗。首先，提出了一种集管式直通道PEM水电解槽模型，该模型考虑了多物理场耦合效应，用以揭示入口温度和流量对氢气生产效率及BOP能耗的影响规律。随后，建立了用于提升系统性能的...
解读: 该PEM电解槽多物理场建模与机器学习优化技术对阳光电源氢能业务具有重要借鉴价值。研究中的热管理策略、效率优化方法可直接应用于ST系列储能变流器的热设计优化,通过ANN-PSO算法降低计算成本的思路可迁移至iSolarCloud平台的预测性维护模块。多物理场耦合仿真经验可支撑SiC器件在大功率电解系统...
数据驱动的电-氢-炼油耦合系统多阶段分布鲁棒调度
Data-driven multi-stage distributionally robust scheduling for coupled electricity-hydrogen-refinery systems
Chao Ninga · Aokai Maa · Zhaoyang Dongb · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
摘要 通过电解水制取绿色氢气为炼油厂的脱碳提供了动力，揭示了电力-氢气-炼油一体化发展的前景。本文针对可再生能源出力不确定性下的电-氢-炼油耦合系统，提出了一种新颖的多阶段分布鲁棒调度框架。该框架将电力系统、氢能设备与炼油工艺单元无缝集成，实现了炼油过程的整体优化，兼顾经济性与可持续性效益。为有效应对因调度阶段增多和不确定类型多样化所带来的高维不确定性问题，本文构建了一种创新的基于结构化矩-Wasserstein的模糊集，并给出了相应的集合包含关系及概率保障的理论分析。基于该模糊集，将炼油调度问...
解读: 该电-氢-炼化耦合调度技术对阳光电源ST系列储能变流器及氢能系统集成具有重要价值。多阶段鲁棒优化框架可应用于PowerTitan储能系统的能量管理策略,通过分布鲁棒决策应对新能源不确定性。电解制氢与储能协同调度思路可拓展至iSolarCloud平台的源网荷储氢一体化优化,提升系统经济性3.77%、降...
基于灰狼优化与LSTM预测结合蒙特卡洛不确定性分析的太阳能-地热能集成多联产系统热力学分析与性能提升：以特内里费岛为例
Thermodynamic analysis and performance enhancement of an integrated solar–geothermal polygeneration system using grey wolf optimization and LSTM-based forecasting with Monte Carlo uncertainty analysis: A case study on Tenerife Island
Ali Shokri Kalan · Mohammadreza Babaei Khuyinrud · Farshad Jahangiri · Ramin Ahmadi 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
全球变暖和化石燃料供应限制凸显了可持续能源选择的必要性。基于可再生能源的系统为实现碳中和提供了途径，但由于间歇性问题而面临可靠性挑战。本研究探讨了特内里费岛整合太阳能与地热能的潜力。提出了一种新型混合系统，该系统结合了聚光太阳能发电、地热能资源以及由以下组件构成的能量利用系统：超临界CO₂循环、溴化锂-水吸收式制冷系统、多效蒸馏脱盐装置、三级有机朗肯循环和质子交换膜电解槽。该系统可同时生产电力、供热、制冷、淡水和氢气，其基准能量效率和㶲效率分别为62%和17%。系统的产出速率分别为：7844 k...
解读: 该多能互补系统研究对阳光电源ST储能系统与SG逆变器协同优化具有重要参考价值。灰狼算法优化使能效提升21%、火用效率提升38%,可应用于iSolarCloud平台的多能源协调控制策略。LSTM预测模型结合蒙特卡洛不确定性分析,可增强储能系统在间歇性可再生能源场景下的调度可靠性。系统集成制氢、制冷、淡...
固体氧化物电解池系统的热管理：集成原理、与外部热源的耦合及储热技术的整合
Thermal management of solid oxide electrolysis cell systems: Integration principles, coupling with external heat sources and integration of heat storage technologies
Titouan Fabiania · Nolwenn Le Pierrès · Patrice Tochon · Pierre Dumoulin · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
摘要 为了实现高效且低成本的运行，固体氧化物电解池（SOEC）系统需要设计良好的热集成架构。本文探讨了SOEC的热集成及其与外部热源的热耦合。此类热耦合可使SOEC系统显著受益，能够将总电力消耗降低17%。文中综述了提出此类热耦合的各类系统，重点分析了热源的性质与温度以及SOEC的运行模式。运行模式的选择受到可用热输入、系统效率、产率和耐久性等因素的影响。本文特别关注在SOEC系统架构中集成储热系统的问题。SOEC系统的运行必须连续且稳定，以避免产生温度梯度和压力差。当与波动性热源耦合时，储热提...
解读: 该SOEC热管理技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。文中提出的热耦合架构可降低17%电耗,与PowerTitan储能系统的热管理优化方向一致。三种储能配置方案(显热储存、潜热储存、SOFC/SOEC双向运行)可提升5-13%往返效率,为ST系列PCS的多物理场耦合控制提供设计思路。特别是波动热源...
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