Tommaso Rebol · Lorenzo Gini · Luca Mantell · Alberto Travers · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 热能储存（TES）系统广泛应用于发电、工业和住宅领域，通常与聚光太阳能发电系统、热泵或专用换热器结合使用，以回收工业过程中的废热。这类系统具有高可靠性、缓慢退化以及投资和维护成本低的优点。在现有技术中，采用相变材料（PCM）的潜热储存系统具有高紧凑性和小温度波动的优势。然而，目前对PCM装置运行特性的认识仍然有限，尤其是在其动态响应以及用于调节交换热功率的控制系统性能方面。本文分析了一种壳管式PCM-TES装置的动态响应特性，该装置在实验室环境下运行，但具备工业级规模的储热容量（180 k...

解读: 该相变储能MPC控制技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。研究揭示PCM储能系统的强非线性特性与传统PID控制局限性,验证了模型预测控制在复杂热管理场景的优越性。可启发阳光电源在液冷储能系统、工商业储能温控及iSolarCloud平台集成先进MPC算法,提升储能...

Gulenay Alevay Kilic · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 氢燃料电池系统中的热管理对于系统的效率和耐久性至关重要，而中冷器的优化直接影响这些系统的性能。本研究采用三维计算流体动力学（CFD）方法，在多种翅片几何形状、布置方式和运行条件下，对用于氢燃料电池系统中的叉流式水冷中冷器的热液性能进行了全面研究。针对三角形和I形翅片结构，在垂直和水平布置方式下，分别在空气入口温度为353 K和373 K、空气流速从1至12 m/s（涵盖层流到过渡流态）的条件下开展了参数化分析。数值模型通过文献中已有的实验数据进行了验证，平均绝对百分比误差为10.4%。结果...

解读: 该CFD热仿真技术对阳光电源氢能及热管理系统具有重要价值。研究中I型翅片垂直布置在过渡流态下热传递性能提升35%的发现,可直接应用于ST系列储能变流器和充电桩产品的散热优化设计。特别是j/f比优化方法能指导功率器件(SiC/IGBT模块)冷却系统设计,在保证传热效率同时降低泵功耗。建议将该仿真方法集...

Thomas Bauer · Marco Prenzel · Shigehiko Funayam · Yukitaka Katob · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 在资源匮乏但能源消耗量大的工业国家，未来很大一部分能源可能通过船舶以化学氢载体的形式进口。所考虑的氢气（H₂）衍生物——液化天然气、甲醇、液态有机氢载体和氨——在进口国进行吸热再转化为H₂的过程中会产生显著的转换损失。目前，这些损失被普遍接受，而针对提高转换效率的研究仍较为有限。本研究提出一种新概念，即利用本地可再生能源电力，通过电转热与高温热能储存系统（HT-TES-P2H系统）向再转化过程外部供给反应所需热量。本文对四种H₂衍生物的相关优缺点、关键指标，以及HT-TES-P2H系统在吸...

解读: 该研究提出的高温储热系统(HT-TES)与氢载体转化结合的方案,对阳光电源储能产品线具有重要启示。ST系列PCS可通过Power-to-Heat技术集成高温储热模块,为氨制氢等吸热过程提供热能供应,将氢产率从80%提升至96%。这与阳光电源PowerTitan储能系统的多能互补理念高度契合,可拓展至...

Dhoni Nagaraj · Arshad Javed · Satish Kumar Dubey · Sanket Goel · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 热电制冷器（TECs）利用珀尔帖效应实现高效冷却，为热管理提供了一种紧凑且可靠的解决方案。本研究通过在COMSOL Multiphysics中进行数值建模，系统地研究了关键设计参数和运行参数对器件性能的影响。分析的关键输入参数包括热电臂高度、臂间间距、输入电流以及传热系数（h）。评估的性能指标包括制冷量（Qc）、功耗、性能系数（COP）和温差（ΔT），重点在于实现最大效率。采用先进的统计方法，包括实验设计（DOE）和方差分析（ANOVA），以量化这些参数的重要性并优化TEC的性能。结果表明...

解读: 该热电制冷器多物理场优化技术对阳光电源电动汽车驱动系统及储能热管理具有重要价值。研究中的电流-热耦合建模方法可直接应用于SiC功率器件散热设计,DOE/ANOVA统计优化思路可指导ST系列PCS和充电桩的热管理系统参数整定。特别是电流输入与传热系数对COP的协同影响分析,为PowerTitan储能系...

Francesco Superchi · Antonis Moustakis · George Pechlivanoglou · Alessandro Bianchini · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 混合电站（Hybrid Power Stations, HPS）通过将可再生能源（RES）与储能系统集成，能够将间歇性发电转化为可调度电力，为提高可再生能源渗透率提供了有前景的解决方案。本研究强调了在优化此类系统运行时考虑发电预测不确定性的关键作用，并提出了一种混合整数线性规划（MILP）框架，该框架能够同时考虑多种可能的发电情景，而非依赖单一预测结果。基于一年的历史预测数据与实际发电数据，本研究开发并测试了三种调度策略：基于规则的策略、使用原始预测的标准MILP方法以及鲁棒MILP方法。...

解读: 该鲁棒MILP优化框架对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究验证了考虑预测不确定性可将欠发电量降至21.8 MWh/年,净收益提升至22.3万欧元,penalty损失仅3.1%。建议将该算法集成至iSolarCloud平台,为ST系列PCS和PowerTitan储能系统提供智能调度策略:针对风光预...

Meng Yang Tee · Dechao Wang · Ka-Lun Wong · Terri Zhuan Ean Lee 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要 来自食品制造行业的废活性污泥（WAS）对环境构成严重威胁，亟需可持续的管理策略。针对WAS含水量高、灰分含量高的挑战，引入聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）进行共热解，为将WAS转化为高附加值生物产品提供了一种潜在解决方案。本研究在不同混合比例（3:1、1:1、1:3）下，评估了WAS与PET在共热解过程中的协同作用，重点分析其热降解行为、动力学特性及释放挥发物的特征。结果表明，添加PET可协同促进WAS的分解，而在高WAS比例下，PET的降解则受到抑制。动力学分析进一步证实了WAS与PET之...

解读: 该废弃物共热解制备生物油技术为阳光电源储能系统提供绿色能源供应链启示。研究中PET与污泥协同热解产生富芳烃生物油且降低CO2排放,可为ST系列PCS及PowerTitan储能系统探索生物质能源耦合方案。热解动力学优化思路与储能系统热管理策略相通,特别是活化能与焓变差值控制(4-6kJ/mol)对电池...

Carlos Eduardo Driemeier · Giovana C.Tonon · Mateus Ferreira Chagas · Gabriel P.Petrielli 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 电解水制氢（e-H₂）正受到全球广泛关注，被视为实现深度脱碳的关键载体。巴西的e-H₂生产具有独特性，因其电力系统具备大陆级规模、高度脱碳（2023年可再生能源占比达93%），并拥有大规模能源储存能力（210 TWh）以及水电水库提供的约50 GW调度灵活性。在此特殊背景下，本研究评估了并网型e-H₂生产的碳强度（通过从摇篮到大门的生命周期评估进行量化）以及保障其碳排放完整性的必要条件。研究收集了太阳能、风能系统及碱性电解槽的生命周期清单数据，提出了太阳能和风能发电碳排放因子的地理空间建模...

解读: 该研究揭示大规模可再生能源电网中电解制氢的碳强度优化路径,对阳光电源ST系列储能变流器与PowerTitan系统具有重要启示。研究证实储能系统可实现电解槽90%容量因子运行而不增加电网碳排放,验证了时序匹配灵活性的价值。这为阳光电源开发风光储氢一体化解决方案提供理论支撑:通过GFM控制技术协调可再生...

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...

Yimin Ruan · Wei Yao · Qihang Zong · Hongyu Zhou 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 随着可再生能源在电力系统中渗透率的不断提高，系统的频率稳定性有所下降。因此，风电场（WFs）等可再生能源电站必须具备足够的频率支撑能力。为了最大化风电场的频率支撑能力，准确确定其频率支撑能力边界（FSCB）至关重要。由于风资源分布不均以及风电机组运行状态复杂，精确评估风电场FSCB具有挑战性。针对这一问题，本文提出一种基于知识与数据驱动融合的Koopman方法，用于评估基于双馈感应发电机（DFIG）的风电场的FSCB。本文分析了FSCB的特性，并构建了一个多维指标体系，从理论和实际两个层面...

解读: 该Koopman融合方法对阳光电源风储协同系统具有重要价值。可应用于ST系列储能变流器与风电场的协调调频控制,通过在线评估风电场频率支撑能力边界,动态优化PowerTitan储能系统的调频响应策略。该方法评估误差小于2%且速度提升10倍,可集成至iSolarCloud平台实现预测性调频资源管理。结合...

Chen Wu · Pan Liu · Qian Cheng · Zhikai Yang 等11人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383

摘要 水电可通过构建水-风-光混合能源系统，有效整合具有间歇性的风电和光伏（PV）发电。随着风电和光伏电站规模的不断扩大，扩大水电装机容量变得尤为关键。然而，传统的扩容数值方法需要高时间分辨率的输入数据以及复杂的模拟计算。为解决这一问题，本文提出一种无需高分辨率输入数据的解析方法，用于推导水电站最优扩容规模，便于实际应用并支持敏感性分析。首先，基于历史运行数据，分别采用多项式函数和线性函数对水电出力及风电-光伏弃电率随水电扩容规模的变化关系进行估计；其次，结合净现值法，建立考虑总发电量（包括水电...

解读: 该水风光混合系统容量优化方法对阳光电源具有重要参考价值。研究揭示的弃电率与容量扩展关系,可指导我们ST系列储能系统在水风光互补场景的容量配置策略。文中敏感性分析方法(电价敏感度为运维成本11倍)可应用于PowerTitan储能电站的经济性评估模型。特别是无需高时间分辨率数据的解析法,可集成到iSol...

Dimitri M.S · Mo Sodwatan · Evan D.Sherwin · Adam R. Brandt · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.385

摘要 加利福尼亚州实现2045年净零排放的愿景在很大程度上依赖于波动性可再生能源系统，因此，储能——特别是长时储能——可能在可靠供应低碳电力方面发挥根本性作用。我们采用BRIDGES模型研究储能问题，该模型是一个针对加利福尼亚州的多投资期（2025–2045年）组合气电容量扩展模型，设定碳排放目标逐步降低，直至2045年实现零排放。这一最小成本优化模型包含通过电转气方式生产的可再生燃气、以气态形式进行的长期能量储存、电池和氢储能等电能储存技术、可再生能源发电，以及相应的容量追踪与投资决策。本文评...

解读: 该研究验证了加州2045零碳目标下储能系统的关键作用,与阳光电源PowerTitan储能系统及ST系列PCS的应用场景高度契合。研究显示锂电池占80%装机容量主导短时储能,氢储能承担长时储能需求,这为阳光电源多元化储能产品组合提供战略指引。特别是4TWh氢储能容量需求,可推动公司在电制气(P2G)领...

Yunfei Mu · Xinyang Jiang · Xiaoyan Ma · Jiarui Zhang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 利用5G基站（BSs）的备用储能潜力进行经济性调控，是为电力系统提供灵活性并降低运行成本的重要策略。然而，大规模基站集中式调控的决策变量维度较高，导致计算复杂度显著增加。此外，传统的聚类方法虽可提升求解速度，却未能考虑由潮汐效应和5G基站休眠机制引起的调控潜力在时空上的动态变化，这一局限性影响了调控的准确性以及基站可调潜力的充分利用。为此，本文提出一种面向大规模5G基站经济优化的基于动态聚类的分层调控策略，该策略在簇级和个体两个层级对基站进行调控。针对5G基站调控潜力的动态变化特性，提出一...

解读: 该5G基站储能分层调控技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。动态聚类算法可优化大规模分布式储能协调控制,降低计算复杂度至2.34%,提升调度精度9.32%。技术思路可应用于iSolarCloud平台的多站点储能聚合调度,结合GFM控制策略实现电网灵活性资源整合。...

Sajid Abbas · Atazaz Hassan · Jinzhi Zhoua · Emmanuel Bisengiman 等7人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301

摘要 实现碳中和与全球碳达峰目标最流行且最具前景的方法之一是太阳能辅助热泵系统（SAHP），该系统具有二氧化碳（CO₂）排放量低和能源效率高的优点。通过将高效热泵（HP）与太阳能集热器（STC）以及具有高蓄热密度的相变材料（PCM）相结合，可显著提升其性能。因此，将热泵系统与热集热器及基于相变材料的热能储存（TES）系统耦合的技术引起了广泛关注。本研究对SAHP系统结合太阳能热集热器（STCs）和相变材料（PCM）系统在设计、发展与应用方面的最新进展进行了全面且及时的综述。本文还聚焦于PCM封装...

解读: 该太阳能热泵与相变储能集成技术对阳光电源储能系统具有重要启示。文中PCM热储能与太阳能协同的思路可应用于ST系列PCS的热管理优化,通过相变材料提升PowerTitan储能系统的温控效率和低温性能。智能控制技术的融合与iSolarCloud平台的预测性维护能力高度契合,可开发针对冷热电三联供场景的G...

Swellam Wafa Sharshir · M.A.Rozz · Abanob Joseph · M.O.A.El-Samadony 等9人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.288

摘要 本文提出了一种经过改进的金字塔形太阳能蒸馏器，旨在提升其能量、㶲、经济性和环境性能，并将传统蒸馏器与具有先进功能的改进型蒸馏器进行对比，以提高整体效率。该系统集成了多项创新特性以增强性能。首先，采用了一种金字塔形状的蒸馏单元，并结合真空管技术，配备200 L容量的储水装置，利用黑色黄麻结构实现薄膜蒸发，从而改善传热效果。其次，在金字塔蒸馏器周围战略性地布置了四个平面反射镜，并与热水器对齐，将额外的太阳辐射能聚焦到系统上，进一步强化薄膜蒸发过程。最后，引入了运行速率为每小时4升的盖板水冷系统...

解读: 该太阳能蒸馏系统的能效优化思路对阳光电源光储一体化方案具有借鉴意义。其薄膜蒸发强化传热、反射聚光增效、冷却调控等多级优化策略,与我司SG系列逆变器的MPPT多峰追踪、ST储能系统的热管理技术理念相通。研究中能效提升43.42%、㶲效率提升125.60%的成果,印证了系统级协同优化的价值,可启发我司在...

Jiasong Li · Peiwang Zhu · Haoran Xu · Yiming Bao 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.285

摘要：结合储热技术（TES）的聚光太阳能发电（CSP）系统对于提升可再生能源的稳定性至关重要。然而，CSP技术在效率和成本方面仍面临持续挑战。提高热量收集与储存温度被视为提升效率并降低成本的有效策略。本研究探讨了Mn-Fe颗粒在CSP系统中用于储热的应用，突出了其优异的循环稳定性和适用于高温环境（>900 °C）的特性。我们对氧化动力学进行了详细分析，确定了氧化过程的平衡氧分压（pO₂,eql(Tₒₓ)），发现其起始温度超过850 °C，在较低氧分压下存在明显滞后现象，而在较高氧分压下该滞后则减...

解读: 该Mn-Fe高温储热技术为阳光电源光热储能系统提供创新方向。研究的>900°C高温储热特性和氧化动力学模型,可启发ST系列储能变流器在光热电站的热电耦合优化设计。精确的反应动力学控制模型(R²=0.9993)与阳光电源智能控制技术协同,有助于提升PowerTitan等大型储能系统在光热发电场景的能量...

Yongxing Zhang · Zhicong Huang · Jing Bian · Junwei Liu 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 多自由度波浪能转换器（MDWEC）因其高效捕获波浪能的潜力而受到广泛关注。然而，现有的MDWEC设计很少考虑浮体与动力输出装置（PTO）之间的耦合运动，导致能量捕获效率下降。为弥补这一研究空白，本文探讨了应用于MDWEC能量捕获场景中的主动驱动机械结构的解耦机制。该解耦机制使PTO的工作轴能够与浮体的运动自由度（DOF）一一对应，从而克服由耦合运动引起的MDWEC能量捕获效率受限的问题。为验证该理念，本文根据实际海况提出了一种新型多自由度解耦波浪能转换器（MDD-WEC）。建立了多物理场数...

解读: 该多自由度解耦机制对阳光电源电驱动系统具有重要借鉴价值。论文提出的PTO与运动自由度一对一对齐的解耦思想,可应用于电动汽车多电机驱动系统优化,通过独立控制各电机PTO参数,提升能量转换效率。其多物理域建模方法与阳光电源SiC驱动器的三电平拓扑控制策略相契合,可优化电机驱动的扭矩解耦控制。实验验证的参...

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...

Achintya Basak · Suprava Chakraborty · Aruna Kumar Behur · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本研究探讨了安装在印度维洛尔理工学院（VIT）技术塔（TT）楼顶的一块440 W双面太阳能光伏（PV）组件的性能表现。通过在2024年2月的晴天期间系统性地将组件倾角从0°调节至90°，考察了倾角对发电量的影响。数据采集时间为上午9:00至下午5:00，每小时记录一次。为增强组件背面的辐照，模块下方地面涂覆了白色高反射材料。实验记录了关键性能参数，并针对每个倾角计算了辐照比。结果表明，在30°倾角下，日平均最大功率输出达到316.85 W。相应的双面辐照比介于0.20至0.40之间。日平均...

解读: 该双面组件倾角优化研究对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。研究发现30°倾角可实现316.85W最优功率输出,背面辐照比0.20-0.40,这为逆变器MPPT算法优化提供了数据支撑。建议在iSolarCloud平台集成倾角-辐照比模型,结合地面反射率参数,实现双面组件发电量预测与智能运维。...

Yingzhou Liu · Bin Wang · Jijian Lian · Xifeng Gao 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.289

摘要 现有的漂浮式光伏（FPV）结构设计准则主要关注风浪等环境条件，而未充分考虑冰载荷的影响。然而，在寒冷海域，FPV结构上的主导荷载被认为是冰荷载。本文旨在评估新型FPV结构在冰载作用下的动态防冰性能。本研究提出了一种采用三点系泊的新型FPV系统，并通过数值模拟与模型试验对新型FPV系统的稳定性及系泊强度进行了讨论。基于有限元法-内聚力单元法（FEM-CEM），建立了各向异性海冰数值模型，用于模拟海冰与FPV结构之间的耦合作用，并通过一系列动态冰力模型试验验证了冰-FPV结构耦合相互作用模型的...

解读: 该浮式光伏抗冰设计研究对阳光电源海上光伏系统具有重要参考价值。针对寒冷海域冰载荷主导的工况,可指导SG系列逆变器在极端环境下的防护设计优化,特别是三点系泊结构的动态响应分析可为逆变器安装支架的抗冲击设计提供依据。研究提出的松弛锚固系泊状态作为抗冰方法,启发阳光电源开发具备柔性安装方案的浮式光伏逆变系...

Mohamed G.Gado · Valeria Palom · Vincenza Brancato · Andrea Frazzi · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

摘要 本研究提出了一种用于建筑电转热与电转冷应用的创新吸附式热能储存（STES）系统，该系统采用液态制冷剂分配方式以及吸附反应器的直接蒸发/冷凝机制，避免了传统吸附技术中复杂且昂贵的真空阀门需求。系统采用一种浸渍型复合吸附剂CaCl₂@SG_25，并在实验室尺度上对其吸附等温线与动力学特性进行了研究。开发了一个动态模型，用于分析该STES系统在不同季节下的充放电运行模式，重点关注设计参数（如吸附动力学）和边界条件（如充电功率、冷凝/蒸发入口温度）。研究考察了关键运行指标，包括吸附特性、荷电状态（...

解读: 该吸附式储热技术为阳光电源储能系统拓展了热能存储新路径。其199 kWh/m³的能量密度和104%往返效率,可与ST系列PCS协同构建电转热/冷综合能源系统。液态制冷剂分配技术简化了系统复杂度,适合集成到PowerTitan储能方案中,为建筑光储热一体化提供季节性储能支撑。SOC管理策略和自放电率控...