Zuzanna Bojarsk · Maria Jarząbek Karnas · Agata Godula-Jopek · Sławomir Mandrek 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389

摘要 低温电解槽在各种电化学和工业过程中发挥着关键作用，特别是在可持续能源存储与转换领域。传统上，阳极反应为析氧反应，该过程需要较高的工作电位，并伴随显著的运行成本。本综述探讨了一种通过使用替代燃料来缓解上述挑战的有前景的方法。通过对相关文献的系统性回顾，重点分析了醇类、胺类及生物质衍生物的电解研究进展。本文阐述了将非析氧反应与析氢反应相结合的潜力，以克服传统电解过程中的诸多弊端。通过拓展电化学反应路径，替代性阳极反应有望降低工作电位，从而减少能量输入和整体成本。此外，催化剂的合理设计与选择可有...

解读: 该低温电解制氢技术对阳光电源储能系统具有重要启示价值。通过替代燃料降低电解槽工作电位的思路,可应用于PowerTitan储能系统的能量管理优化,特别是在可再生能源制氢场景中,ST系列PCS可通过精准功率控制降低电解能耗。催化剂优化提升反应动力学的理念,与阳光GaN/SiC功率器件的高效转换技术形成协...

Xuhong Huang · Pei Lu · Xianglong Luo · Yingzong Liang 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

当前关于太阳光谱分频光伏-热能混合系统的研究面临依赖化石能源以及太阳能到产品转换效率低的问题。为解决这些问题，本文提出了一种新型氢-电-热三联产系统，该系统将光伏发电与超临界CO2 Brayton循环相结合，实现了太阳能全光谱的高效利用。建立了所提出系统的热力学分析与优化模型。提出了该系统的三种运行模式，以满足不同产品输出需求（氢-电-热、电-热、氢-热）。对所提出系统与参考系统进行了对比分析，结果表明，所提出系统的太阳能制氢效率和太阳能到产品总效率分别提高了0.98%–11.63%和2.35%...

解读: 该光伏-热电联产制氢系统对阳光电源ST储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要启示。论文提出的全光谱利用技术可与我司1500V光伏系统和MPPT优化技术结合,提升光伏发电效率。超临界CO2布雷顿循环的余热利用思路可应用于PowerTitan储能系统的热管理优化。三种运行模式(氢-电-热)的灵活切换策略...

Chris Drawer · Lars Baetck · Jelto Lang · Yuanyuan Shang 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

摘要 氢气的高效、节省空间且安全的储存是实现可再生能源系统所必须克服的主要挑战之一。金属氢化物是一种可能的解决方案。然而，关键挑战在于识别和开发最具前景的金属氢化物材料，以及为实现高效吸氢/脱氢过程（在能耗/储存损耗和充放时间方面）设计最优的储氢罐结构。基于这一背景，本文旨在确定中低温金属氢化物材料与三种不同储氢罐设计概念之间的适宜组合。目标是明确每种组合中最匹配的材料，从而为未来在固定式和移动式应用中的金属氢化物储氢罐提供可行的解决方案。为实现该目标，采用有限元方法（FEM），在COMSOL ...

解读: 该金属氢化物储氢技术对阳光电源储能系统具有战略价值。研究表明中温氢化物在矩形罐体设计下可降低71%加热能耗,为PowerTitan储能系统与氢储能耦合提供优化方向。低温氢化物1.4wt%储氢密度可应用于充电站分布式储氢,配合ST系列PCS实现氢-电协同调度。FEM仿真方法可借鉴用于储能热管理优化,提...

Weichao Dong · Hexu Sun · Zheng Li · Huifang Yang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

摘要 氢能可有效缓解能源短缺并减少环境污染。本文首次设计了一个完整的风能与光伏（PV）互补制氢系统，包括高效的发电系统模型、精确的预测模型、优良的优化调度策略以及高效的催化剂。该离网型互补发电系统在直流母线上实现。提出了一种混合预测模型，结合长短期记忆网络（LSTM）、分位数回归（QR）和正则藤copula方法。LSTM与QR相结合可获得边缘概率密度函数（PDF）。利用正则藤copula建立风能与光伏能源之间的相关性，并将边缘PDF与其相关性结构结合，实现对风能和光伏出力的联合预测。提出一种基于...

解读: 该风光制氢系统对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器具有重要应用价值。文中直流母线离网架构可结合我司1500V系统和三电平拓扑技术,提升功率转换效率。LSTM-DRL多目标优化调度策略可集成至iSolarCloud平台,实现风光出力预测与氢储能协同控制。研究的3.1美元/kg制氢成本为Powe...

Xinyi Wang · Hanna M.Breunig · Peng Peng · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383

摘要 氢气在向可持续能源系统转型过程中起着关键作用，在发电和工业应用中具有重要地位。金属-有机框架材料（MOFs）已成为高效氢气储存的有前景的介质。然而，由于目前已合成的MOF种类极为庞大，筛选出具备实际应用潜力的候选材料仍具挑战性。本研究结合分子模拟、机器学习与技术经济分析，评估了MOFs在广泛运行条件下用于氢气储存的综合性能。以往对MOF数据库的筛选主要关注低温条件下高氢吸附容量的材料，而本研究发现，实现成本最小化的最优温度和压力取决于MOF的原材料价格。具体而言，当MOF的价格为15美元/...

解读: 该MOF氢储能研究对阳光电源储能系统具有前瞻价值。研究揭示的机器学习筛选方法可借鉴于ST系列储能系统的热管理优化,特别是170-250K温区的成本最优化思路可应用于PowerTitan液冷系统设计。高比表面积材料特性分析为未来氢储能与光伏耦合系统提供技术路径,iSolarCloud平台可集成氢储能预...

Chengzhi Xie · Payman Dehghanian · Abouzar Estebsari · Farid Kochakkashani 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月

在氢能技术扩展推动脱碳背景下，海上风电与绿氢贸易引发风电场业主与海港配电网运营商间的利益冲突。本文提出一种双层协同规划模型，构建领导者-跟随者间的Stackelberg博弈：风电场业主作为领导者优化氢能设施配置以提升收益与资源利用，海港业主作为跟随者部署氢能设施以满足需求、降低成本并保障电网稳定。通过Karush-Kuhn-Tucker条件将双层问题转化为单层形式，并针对下层二元投资决策导致的KKT条件违反问题，提出连续化重构方法。案例分析验证了该模型在协调多方目标、增强系统协同性及支持可持续发...

解读: 该双层协同规划框架对阳光电源的储能与风电产品线具有重要参考价值。首先，文中提出的Stackelberg博弈模型可用于优化ST系列储能系统在海港配电网中的部署策略，提升储氢-储电协同效率。其次，该规划方法有助于完善PowerTitan大型储能系统的能量管理算法，实现与风电场的最优协调运行。对于iSol...

Mingze Li · Siyuan Wang · Lei Fan · Zhu Han · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月

氢能基础设施的发展有望促进可再生能源在配电网中的消纳。为利用氢能系统的灵活性，本文提出一种混合二进制二次规划模型，用于氢-电配电网协同运行，并建模车载移动储氢设施的路径调度及装卸量。设计了一种量子辅助的组合Benders分解算法，将主问题与子问题分别部署于量子处理单元和经典CPU求解。主问题被重构为量子退火器可高效求解的无约束二进制二次优化问题。在混合量子-经典计算平台上的测试结果表明，随着问题规模增大，该方法呈现优于传统CPU商业求解器的趋势。

解读: 该量子辅助优化算法对阳光电源氢-电综合能源系统具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统与氢能耦合场景中，可优化移动储氢车辆调度与充放策略，提升系统灵活性。对于工商业光伏配储项目，该算法可协同SG逆变器、ST储能变流器与氢储能设施的多时间尺度调度，解决大规模混合整数优化难题。量子计算加速特性可...

Jingxuan Zhang · Xinyue Chang · Yixun Xue · Xiang Bai 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年6月

为解决综合能源系统中能源供需长期失衡的问题，提出了一种涉及跨期长期储氢的电 - 氢和电 - 气互换系统。在该系统中，跨期氢能存储确保了全年荷电状态的连续性，以实现日内和日间的充放电，促进可再生能源消纳和能源的跨期转移。此外，考虑了影响能量转换设备效率和场景概率的多种不确定性因素。为应对综合能源系统中的多种不确定性，提出了一种将随机模型和鲁棒模型相结合的混合方法，并采用不确定性调整参数来灵活微调规划方案的保守程度。然后，将列与约束生成算法和鲁棒对偶理论相结合，将原问题分解为具有混合整数线性特征的主...

解读: 该电-气-氢综合能源系统优化规划技术对阳光电源储能与氢能业务具有重要应用价值。长时氢储能的跨时段调节特性可与PowerTitan储能系统形成互补，电化学储能负责短时调频调峰，氢储能实现季节性能量平衡，提升ST系列储能变流器在多能耦合场景的应用深度。鲁棒优化与随机规划相结合的不确定性处理方法，可直接应...

Xiaodong Xu · Guangyang Li · Yulin Wang · Wei Han 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 近年来，通过太阳能与煤炭的高效清洁协同转化实现近零碳排放受到广泛关注。本研究提出了一种耦合光伏发电、光热利用与煤气化的制氢系统。该系统的显著特征在于：将从富氢合成气中分离氢气后得到的残余吹扫气，与水电解产生的纯氧进行燃烧。由于采用纯氧燃烧，产物仅为二氧化碳和水蒸气，因此可通过简单的冷凝方式实现二氧化碳的分离与捕集，从而达到近零碳排放的目标。研究结果表明，整个系统的㶲效率和能量效率分别为38.47%和36.66%，相较于基准系统分别提高了6.64和6.33个百分点。在近零排放系统中，氢气的化...

解读: 该光伏-光热-煤气化制氢系统对阳光电源具有重要战略价值。系统中光伏发电模块可匹配SG系列1500V逆变器及MPPT优化技术,提升发电效率;电解水制氢环节的高温固体氧化物电解技术可与我司PowerTitan储能系统协同,利用ST系列PCS实现电能高效转换;制氢产生的氢气可为充电站提供氢能补充方案。该近...

Hossam A.Gabbe · Omar S.Hemie · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 本文提出了微电网优化（MG-OPT），这是一种用于零净排放混合可再生能源系统的智能多目标优化框架，该框架采用混合整数线性规划和基于帕累托的优化方法。MG-OPT独特地集成了光伏、风能和燃料电池，并结合氢储能系统，针对四个相互竞争的目标进行优化：在最小化成本和排放的同时，通过交易型能源机制最大化可再生能源利用率和经济收益。在三种不同场景下的仿真结果表明了其卓越的性能：基准配置（30 kW）实现了95%的减排量，并获得每日31美元的利润；集成电动汽车的系统（40 kW）保持75%的减排水平，日...

解读: 该多目标帕累托优化框架对阳光电源混合储能系统具有重要应用价值。研究验证的光伏-风电-氢燃料电池混合架构可直接适配SG系列逆变器、ST系列PCS及PowerTitan储能系统的协同优化。其交易能源机制与iSolarCloud平台的能量管理策略高度契合,可提升微电网经济性30-45%。氢储能作为长时储能...

Fei Lai · Mingyuan Wanga · Jinzhi Zhoua · Jian Songb 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 太阳能驱动的水电解制氢是一种绿色且高效的能源技术。关键部件，即光伏（PV）组件和电解槽的效率，与其工作温度密切相关，这表明通过有效的热管理有望提升系统整体性能。本研究构建了一种混合光伏（PV）与光伏/光热（PV/T）驱动的质子交换膜水电解（PEMWE）系统，并集成了相变材料（PCM）用于热管理。采用PV/T模块可在不牺牲发电量的前提下，同时产生电能和热能，为PEMWE系统的热管理提供额外热源。通过实验研究评估了系统在不同太阳辐射条件下的连续运行性能，重点分析了热管理对一系列性能指标的影响，...

解读: 该光伏制氢系统研究对阳光电源SG系列光伏逆变器与储能系统集成具有重要价值。文章验证的PV/T热管理技术可优化我司1500V光伏系统在制氢场景的能量利用效率,7.6%氢转化效率为系统设计提供基准。相变材料热管理思路可借鉴至PowerTitan储能系统温控优化,提升电解槽能效75.5%的案例印证了精准功...

Zihan Sun · Jian Chen · Yang Chen · Wen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月

与可再生能源集成的电氢耦合系统（EHCSs）在提供清洁能源方面具有显著优势，但在不同时间尺度上面临供需不平衡问题。本文提出了一种用于电氢储能的两层多步优化定容框架，以满足多尺度储能需求。第一步为优化定容层，通过遗传粒子群优化算法（GPSO）确定初始储能容量和聚类数量。第二步为运行层，在年度尺度上对长时储氢进行优化，以最小化不平衡风险并确定每日净氢能。将第二步得到的每日净氢能与原始可再生能源和负荷数据一起，采用基于优化的时间序列方法，并结合验证和补充技术，生成短时典型场景。最后一步是基于这些典型日...

解读: 该双层多步优化方法对阳光电源PowerTitan储能系统和光储一体化解决方案具有重要应用价值。研究提出的多尺度储能需求分析框架，可直接应用于ST系列储能变流器与电解制氢系统的容量配置优化，通过上层经济性优化与下层时序运行验证的迭代机制，能够精准匹配不同时间尺度的功率波动需求。该方法可集成到iSola...

Tianguang Luab · Xinning Yiac · Jing Lid · Shaocong Wua · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 传统的氢能源供应链（HSC）规划大多集中于生产端与消费端之间的储存与运输环节，忽视了各环节之间能量流及其相互作用，因而不适用于能源系统层面的规划分析。为此，本文在HSC基础上提出了氢能源链（HEC）的概念，强调氢能在生产、压缩、储存、运输和应用等环节中不同类型能量流之间的相互作用。HEC在平抑可再生能源波动性以及促进异质能源在时空维度上的优化配置方面发挥着关键作用。考虑HEC因素的有效协同规划模型对于多能系统（MESs）的最优配置至关重要，能够保障系统的高效运行以及经济性和环境友好性。本文...

解读: 该氢能链多能系统协同规划研究对阳光电源储能及新能源业务具有重要价值。氢能链可有效平抑可再生能源波动,与公司ST系列储能变流器、PowerTitan储能系统形成互补协同。在制氢环节,SG系列光伏逆变器可提供清洁电力;在应用端,充电桩业务可与氢能基础设施协同布局。建议将氢储能纳入iSolarCloud平...

Denizhan Guven1 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

本文对用于土耳其一条渡轮航线的浮式光伏（FPV）驱动的绿色氢气生产系统进行了全面分析，采用生命周期评估（LCA）和生命周期成本评估（LCCA）方法，评估其相关的环境影响和成本。该方法包括将来自13个全球气候模型（GCMs）的日数据重采样至统一的1° × 1°网格，利用多种统计方法将其与ERA5数据集进行比较，并筛选出表现最优的四个GCMs。随后，利用这些模型预测2023–2052年间的环境温度、风速和太阳辐射。基于这些预测结果，确定FPV系统的各组件规模。根据GREET 2022数据库进行的LC...

解读: 该研究对阳光电源浮式光伏制氢系统具有重要参考价值。FPV发电端可采用SG系列1500V逆变器配合MPPT优化技术,提升海面/水面复杂环境发电效率;制氢储能环节适配ST系列PCS与PowerTitan储能系统,通过VSG虚拟同步机技术保障电解槽供电稳定性;研究揭示PV生产占氢能全生命周期碳排放62%以...

Efat Mohammad · Alexander John Headle · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

摘要 氢能在未来能源格局中有望作为一种灵活的储能介质，在多种应用中发挥关键作用。在各类制氢技术中，聚合物电解质膜水电解槽（PEMWEs）因其对控制信号具有高效的动态响应能力以及实现紧凑系统设计的潜力而受到广泛关注。尽管已有部分研究探讨了PEMWEs的长期价值，但其退化效应常常被忽视，从而给经济性评估带来了显著的不确定性。本文强调了退化现象对PEMWE系统长期价值的关键影响：在一个案例研究中，根据所采用的实验研究数据不同，预测的氢气生产成本可能相差高达300%。本文通过综述现有文献，重点分析基于P...

解读: 该研究揭示PEM电解槽老化对制氢经济性的关键影响,为阳光电源储能系统与制氢耦合方案提供重要参考。ST系列PCS可通过精准功率控制优化电解槽动态响应,降低退化速率。建议在PowerTitan储能系统中集成电解槽健康管理算法,基于iSolarCloud平台实现退化预测与运维优化,延长设备寿命并提升绿氢制...

Cagri Gokhan Turk · Ibrahim Dince · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 电化学能量转换系统被公认为实现清洁发电的可持续选择。然而，当前的氢气储存方法通常受限于储氢密度低、稳定性差或成本高昂，这促使人们寻求性能更优的替代燃料。本研究旨在探讨甲酸铵作为一种高效的氢气储存介质以及在电化学能量转换系统中作为高效电化学燃料的应用潜力。为开展实验测试，选用了不锈钢-不锈钢和铝-不锈钢两种电极组合，在80 °C条件下，考察了不同浓度的氢氧化钾、氯化钠和过氧化氢环境中的系统响应，并通过电压-时间监测和极化曲线分析对系统性能进行评估。结果表明，在0.1 M氢氧化钾和10%过氧化...

解读: 该甲酸铵储氢技术为阳光电源储能系统提供了新型燃料电池方向参考。研究中340 mA/cm²的电流密度和900 mV电压输出,对ST系列PCS的直流侧接口设计具有启发意义。其低成本、高能量密度特性可与PowerTitan储能系统形成互补,特别适用于分布式微网场景。电极配对优化思路可借鉴于功率器件散热设计...

Haocheng Sun · Zhiwei Geab · Zhihan Yao · Liang Wang 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要 基于钙循环（CaL, Calcium Looping）的吸附增强蒸汽甲烷重整（SE-SMR）是实现低碳氢气生产的重要方法。然而，现有的原位反应器难以长期连续稳定地生产氢气。本研究提出了一种基于CaL的新型准原位SE-SMR反应器，并建立了包含多反应耦合的多物理场模型。研究阐明了该反应器中传热传质及反应强化的作用机制，识别了影响制氢过程的关键参数。在穿透前期阶段，储存的热量驱动重整反应进行，使氢气平均纯度维持在95.62%，同时实现较高的碳捕集率；氢气产率达到3.61，表明甲烷得到了高效重整...

解读: 该钙循环储热-制氢耦合技术对阳光电源储能系统具有重要启示。其多物理场耦合建模方法可应用于PowerTitan储能系统的热管理优化,特别是波动热源下的稳定性控制与ST系列PCS的能量调度策略。准原位反应器的连续产氢机制为光伏制氢一体化方案提供技术参考,可结合iSolarCloud平台实现预测性维护。该...

Mengshu Shia · Peilin Xieb · Lujin Yaoc · Hongye Guoa 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 零碳港口微电网（ZCPMGs）是海运交通系统中的关键能源枢纽，可保障能源供应安全并推动低碳发展。ZCPMGs通常依赖海上风力发电，并辅以储能系统，实现离网孤岛模式运行。以往的ZCPMGs主要关注电力供应，而随着船载微电网（SMGs）对氢气需求的增长，电-氢协同已成为不可或缺的趋势，这对电-氢耦合储能系统（EHCESs）的配置提出了更高要求。此外，海上风电、船舶负荷以及电价的不确定性显著增加了EHCES配置优化的复杂性。为应对上述挑战，本文提出一种双层优化模型：上层聚焦于EHCES的容量配置...

解读: 该零碳港口微电网电氢耦合储能技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。研究中的双层优化模型可为我司海上风电储能配置提供决策支持,特别是在应对可再生能源波动性方面,可结合GFM控制技术增强离网海岛模式稳定性。电氢耦合架构与我司充电桩业务形成协同,为船舶微电网供能场景提...

Yashuai Huang · Xilin Shi · Shijie Zhuc · Xinxing Wei 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

摘要 氢气作为一种兼具储能介质、原料和燃料多重角色的能源载体，目前受到广泛关注。地下氢气储存（UHS）被认为是大规模氢气储存的一种安全、经济且高效的解决方案，然而相关技术经济研究仍较为有限。本文基于工程案例，建立了针对枯竭气藏（DGR）、盐穴（SC）和衬砌岩洞（LRC）三种储氢方式的氢气储存平准化成本（LCOHS）计算模型。研究重点分析了氢气储存规模及注采频率对LCOHS的影响，旨在从经济角度为能源管理与政策制定提供数据支持。结果表明：（1）当储存容量为10^7 kg、每年完成一次注采循环时，盐...

解读: 该地下储氢技术研究对阳光电源储能系统具有战略参考价值。研究表明盐穴和岩洞储氢在高频注入-提取场景下成本优势显著(0.31-0.38美元/kg),这与我司ST系列PCS和PowerTitan储能系统的快速响应特性高度契合。可探索将地下储氢与电化学储能形成互补:电化学储能负责高频调节,地下储氢承担季节性...

Jianhong Liu · Zhenyu Tian · Mingwei Sun · Xihan Chen 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

全光谱太阳能利用与固体氧化物电解池（SOECs）的集成技术为高效制氢提供了有前景的解决方案。然而，该技术的发展面临两个主要挑战：其一，太阳能提供的热能与电能供给比例与SOECs运行所需的热电需求比例之间存在不匹配；其二，太阳能输入的波动性与SOECs对温度波动耐受能力有限之间的矛盾。针对上述问题，本研究提出了一种集成热储能模块的SOEC制氢系统。该系统根据波长对太阳能进行分频利用：短波长太阳光通过光伏电池转化为电能，长波长太阳光则在反应器中转化为热能。反应器通过储存和释放多余的太阳能热量来抑制温...

解读: 该全光谱太阳能制氢技术对阳光电源光储融合系统具有重要启示。研究中光伏发电与热能分频利用的思路,可应用于SG系列逆变器与ST储能系统的协同优化:通过PowerTitan储能单元平抑光伏波动,配合iSolarCloud平台实现热电比动态调控。系统夜间利用储能回收余热降低26.6%电网功耗的策略,与阳光电...