Ji-Wang Luo · Kentaro Yaji · Li Chen · Wen-Quan Tao · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本文提出了一种数据驱动的多保真度拓扑设计（MFTD）方法，用于相变热能储存管中翅片结构的设计。高保真度模拟采用焓法精确求解实际的固-液相变过程，而低保真度拓扑优化（TO）则仅考虑达西流动下的自然对流。上述MFTD方法被集成于进化算法框架中，并引入变分自编码器以生成新的后代个体。针对不同格拉晓夫数（Gr）下加速熔化与凝固过程的翅片结构进行了设计。研究发现，当翅片体积分数较低时，由于对流作用强烈，熔化设计呈现出显著的非均质性，而凝固设计则几乎呈各向同性。随着翅片体积分数的增加，翅片首先变长，随...

解读: 该数据驱动多保真度拓扑优化技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。针对PowerTitan等液冷储能产品,翅片结构优化可显著提升相变材料充放热效率,融化时间缩短27%、凝固时间缩短9%,直接改善ST系列PCS的热管理性能。该方法结合变分自编码器的演化算法框架,可应用于储能柜散热结构设计优化,提升功率...

Zao Tang · Jia Liu · Yikui Liu · Tong Su 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月

相较于单一储能装置，混合储能系统（HESS）在自动发电控制（AGC）指令跟踪中具有优势，并可降低储能投资成本。传统控制方法虽能在特定时刻匹配AGC指令，但多时段协调性不足，易导致频繁无序充放电，缩短系统寿命。为此，本文提出一种热-HESS系统的近似最优运行策略，以提升机组AGC性能与储能能量管理能力。首先，采用自适应马尔可夫链预测方法预估AGC功率需求趋势；其次，构建考虑当前步与代价函数的随机模型预测控制（SMPC）优化模型。为降低SMPC多步优化带来的计算负担，进一步设计MIMO模糊逻辑控制器...

解读: 该MIMO模糊逻辑控制的混合储能能量管理技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的自适应马尔可夫链预测结合SMPC优化框架，可直接应用于阳光电源储能系统参与电网AGC调频服务场景，通过功率型与能量型储能的协调控制，优化ST储能变流器的充放电策略，减...

Zhenwei Zhang · Yan Wang · Chengfu Wang · Ya Su 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月

跨区远距离输电是利用地理分布不均衡的可再生能源的一种有效途径。然而，可再生能源的随机波动会传递至受端能源网络，且跨区输电线路复杂的运行条件会进一步影响能源输送。本文提出了一种考虑远距离风电场不确定注入的综合能源系统协调优化模型。首先，考虑电热耦合特性和实时环境条件，建立了架空输电线路动态容量计算模型。其次，构建了包含电力和天然气配网的综合能源系统模型，并采用麦考密克方法将其转化为二阶锥规划问题。第三，提出了一种分布式机会约束优化框架，用于协调风储系统和综合能源系统。基于随机场景采样，将概率约束转...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对综合能源系统的分布式机会约束优化调度技术具有重要的战略价值。该研究聚焦于风储协调和电-热耦合的跨区域能源传输优化，与我司在储能系统集成、新能源并网解决方案等核心业务高度契合。 技术价值方面，论文提出的风储协调优化框架可直接应用于我司PowerStack储能系统和1...

Min Li · Peiying Chang · Yujie Pan · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.286

摘要 为了进一步增强微胶囊的功能性，在酵母相变微胶囊（YPs）表面构建了聚吡咯层。分析了三种具有不同亲水亲油平衡值（HLB）的表面活性剂（Span80、SDBS、SDS）对聚吡咯合成的影响。采用SEM、DSC、FT-IR等测试方法对聚吡咯改性酵母相变微胶囊（PYPs）的形貌和性能进行了研究。结果表明，聚吡咯的修饰使YPs同时具备储热能力和良好的导电性，同时提高了相变材料的抗泄漏性能。当选用HLB值最大的SDS作为表面活性剂，且吡咯与SDS的摩尔比为2:1时，所合成的聚吡咯呈现膜状连接结构，制得的...

解读: 该聚吡咯改性相变微胶囊技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其光热转换与储能特性可应用于ST系列PCS的热管理优化,通过相变材料吸收功率器件热量并提升导热性能,降低储能系统温控能耗。聚吡咯导电层设计思路可启发PowerTitan液冷系统中导热界面材料改进,提升SiC/IGBT模块散热效率。该技术的...

Deepak Kumar · G. Lloyds Raja · Mohamed Alkhatib · Akash Kumar Deep 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月

将可再生能源（RESs）和储能系统（ESSs）集成到现代电力系统网络中时出现的通信死区时间（CDT），在处理频率和联络线功率偏差时，可能会导致系统不稳定、相位滞后以及校正动作迟缓。为补偿通信死区时间，针对集成了可再生能源、电池储能系统、飞轮储能系统和超级电容器的双区域火力发电系统（TPS），解析设计了一种基于史密斯预估器的分数阶比例 - 积分 - 微分加积分（FPIDI）控制器。该FPIDI控制器采用改进的内模控制（IMC）理论进行设计，该理论基于火力发电系统的频率重定位分数阶模型。这种改进的内...

解读: 从阳光电源储能系统和新能源并网解决方案的业务视角来看，本论文提出的Smith预测器结合分数阶控制策略具有重要的工程应用价值。随着公司储能业务规模的快速扩张，大规模储能系统与火电机组协同参与电网频率调节已成为新型电力系统的重要应用场景，而通信延迟导致的控制滞后问题正是制约系统响应性能的关键瓶颈。 该...

Matthew David Jackson · Geraldine Regnier · Iain Staffell · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380

[Corrigendum - 勘误文章，对已发表文章的修正或更正，无独立摘要]

Peter G. Loutzenhiser · Renkun Chen · Clifford K. Ho · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.292

[Editorial - 特邀编辑社论，关于粒子基太阳能捕获与储存的进展，无独立摘要]

Ehsan Baniasadi · Ahmed Rezk · Luciano Batista · Tetenayet Bekele Tol 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 本研究开发并优化了一种由可再生能源驱动的混合制冷系统，旨在提升无电网覆盖的农村地区的食品保鲜能力。该系统集成了太阳能光伏、太阳能集热器、风能以及电池储能，提供一种可持续且具有成本效益的制冷解决方案。以埃塞俄比亚为案例地，开展了全面的技术经济分析，评估系统的性能、成本效益及市场可行性。优化后的系统可满足22.42 kW的热能需求和2.82 kW的电力需求，使每日运行成本从100美元降低至86.2美元。通过将光伏板数量增加至15块、电池储能单元从11个减少至7个、太阳能集热器面积优化为322 ...

解读: 该混合制冷系统对阳光电源储能及光伏产品具有重要应用价值。系统集成光伏、风电与电池储能的架构,可直接应用ST系列PCS与PowerTitan储能方案,通过优化电池配置(从11组降至7组)提升经济性。SG系列光伏逆变器配合MPPT技术可实现15块光伏板的高效能量转换,将电网依赖从9.3W降至3.2W,接...

Bohan Hao · Yemao Wang · Liyao Xi · Yulong Zhao 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.293

在聚光光伏-相变材料-热电发电机（CPV-PCM-TEG）系统的相变材料区域中引入高导热翅片可显著提升光伏发电和废热回收性能。本研究对相变材料内的翅片结构进行了拓扑优化，并采用固体各向同性材料惩罚法（SIMP方法）得到了三种拓扑翅片结构。随后建立了CPV-PCM-TEG系统的数值模型，用以研究这些拓扑翅片对系统整体性能的影响。结果表明，与直翅片相比，拓扑翅片能够进一步降低相变材料的热阻，使CPV温度降低15.68 K，CPV输出功率提高10.52%，同时TEG输出功率增加4.56%。然而，在无太...

解读: 该CPV-PCM-TEG集成系统的拓扑优化技术对阳光电源光储融合方案具有重要借鉴价值。研究中的相变材料热管理与拓扑优化翅片设计,可应用于ST系列储能变流器及PowerTitan系统的热管理优化,降低功率器件工作温度15K以上,提升系统效率10%。特别是其废热回收理念,可与SG系列光伏逆变器结合,通过...

Zhixiong Ding · Wei Wu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384

摘要 可再生能源普遍具有品位低和不稳定性等特点，限制了其广泛利用。需要通过能量升级技术将不可直接利用的可再生能源转化为可用能源，同时还需要配备储能系统以解决能源供给与终端用户需求之间的时间与强度错配问题。因此，基于解吸-吸收循环的储能型热变换器（ESHT）被提出，并被视为一种有前景的解决方案。为进一步降低热输入温度并提升循环性能，实现对可再生能源的深度利用，本文提出并研究了一种新型两级ESHT循环。首先开展了初步实验，并利用实验结果验证了所建立的动态模型的准确性。随后，对比分析了基本型ESHT循...

解读: 该两级储能热变压器技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要参考价值。研究实现了55-60°C低温热源下35-50°C温升,储能密度从51提升至96.1 kWh/m³,为PowerTitan等大型储能系统的热管理优化提供新思路。可探索将吸收式热泵技术集成到PCS热管理中,利用系统余热实现温度提升,降低冷...

Hyun Ho Shina1 · Changho Hana1 · Yeonsook Heo · Hoseong Lee 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 地表水源热泵（SWHPs）是实现大型办公建筑可持续供热与制冷的有前景解决方案。然而，关于采用离心式压缩机并结合热能存储（TES）的SWHPs在部分负荷条件下的性能研究仍较为匮乏。本研究提出了一种针对配备离心式压缩机和热能存储系统的SWHPs的最优运行策略，旨在通过优化大型办公建筑中的部分负荷运行来提高能源效率并降低运行成本。通过动态仿真分析了多种运行工况，考虑了建筑负荷率、水温以及最大部分负荷率（PLR）等因素。本文提出了一种新颖的部分负荷率限制策略（TPSC），相较于满负荷运行策略（TF...

解读: 该研究的部分负荷优化策略与阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统高度契合。论文提出的多目标遗传算法优化方法可借鉴至储能系统充放电策略,通过神经网络预测负荷曲线,优化PCS功率调度。研究实现80.4%夜间用电占比及16.8%成本削减,验证了储能削峰填谷价值。可结合iSolarCloud平...

Xiaoyu Zeng · Haipeng Xi · Xuri Chen · Qi Cao 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.292

摘要 浓缩太阳能发电（CSP）系统与光伏发电（PV）的集成能够扩展太阳能的可调度性，同时有助于实现碳中和目标。本文研究了一个完全由太阳能驱动的零碳综合能源系统的实际案例，该系统整合了CSP、PV、储热（TES）和电池储能。系统采用具有灵活热电比的抽汽冷凝式汽轮机作为CSP发电单元，并辅以独立的蒸汽发生系统（S-SGS），使TES能够直接进行热能生产，从而降低电输出与热输出之间的耦合度。基于该案例，通过全年逐小时生产模拟所开展的综合技术经济性分析表明，该混合系统可实现连续24小时运行，年发电生产率...

解读: 该CSP+PV零碳综合能源系统对阳光电源储能及逆变产品具有重要启示。系统通过热储能(TES)与电池储能协同实现24小时连续供电,LCOE达0.121美元/kWh,验证了多时间尺度储能配置的经济性。阳光电源ST系列PCS和PowerTitan储能系统可深度参与此类场景:通过GFM控制技术支撑孤岛电网稳...

X.J.Xu · C.Y.Zha · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 开发了一种级联式热能储存系统，将钙基热化学储能（TCES）与相变储热（LHS）备用单元相结合，旨在用于中高温应用，并在类布雷顿循环卡诺电池运行条件下提升系统性能。本文研制并实验测试了一种采用Ca(OH)2/CaO的高压固定床TCES反应器，以评估其在不同蒸汽温度和压力条件下的热性能、动力学行为以及循环稳定性。此外，建立了一个全面的一维瞬态数值模型，用于模拟级联式TCES与LHS单元的耦合传热行为，并评估包括往返效率、能量密度和㶲利用率在内的热力学指标。结果表明，在反应器尺度下，当分解温度设...

解读: 该钙基热化学储能(TCES)与相变储能(LHS)级联系统研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。系统在2MPa压力下实现52.7%往返效率和342.8kWh/m³能量密度,为中高温储能场景提供新思路。可与阳光电源光热储能解决方案结合,优化卡诺电池系统的热管理策略。...

Xiaoxiao Yua1 · Jiawei Wanga1 · Zihua Wu · Lan Dong 等7人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.287

摘要 相变材料-热电发电机（PCMs-TEG）耦合系统是一种实现稳定且高效发电的有效技术。然而，PCMs-TEG系统的低传热性能限制了其热能存储与发电能力。本研究通过嵌入铜网来提升相变材料（PCMs）的传热能力。实验结果表明，增加铜网能够减小PCMs两端的温度差，并缩短温度平衡时间。有趣的是，热能存储能力与传热性能之间存在一种竞争关系，这种关系实际上对PCMs-TEG耦合系统的发电性能产生不利影响。此外，降低PCMs与TEG之间的界面热阻可使发电性能提高41.4%。在铜网与导热界面材料的协同作用...

解读: 该PCMs-TEG耦合系统研究对阳光电源储能产品线具有重要价值。铜网强化传热技术可应用于ST系列PCS及PowerTitan储能系统的热管理优化,降低界面热阻提升41.4%发电性能的方案,可借鉴于SiC/GaN功率器件散热设计。多物理场耦合分析方法对三电平拓扑热-电协同优化有启发意义。相变储能与光伏...

Heidar Jafarizadeh · M.Soltaniabc · Walied Alfraidi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

本研究对液态空气储能（LAES）和压缩空气储能（CAES）进行了全面的热经济学评估，重点关注㶲与能量存储、材料 containment 以及储热（TES）单元相关的成本影响。通过解决以往存在的不确定性，旨在为能源领域的决策提供科学依据。研究揭示了CAES与LAES系统在空间布局上的显著差异：CAES将大量空间用于压缩空气储存（CAS），而LAES则将类似体积的空间用于液态空气罐（LAT）和TES单元的容纳。当考虑所有影响能量密度的空间因素时，LAES展现出显著的能量密度优势，其能量密度超过CAE...

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能系统选型具有重要参考价值。LAES在能量密度上优于CAES 6.9倍,适合土地受限场景,但总成本高65%。对于PowerTitan等大型储能项目,400MW以上LAES系统成本优势明显,混合TES方案可降低14%成本。建议在地质条件受限区域优先考虑LAES技术路线,结合i...

Keaton J.Brewster · Janna Martinek · Federico Municchia1 · Winfred J.Arthur-Arhin 等7人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.289

摘要 氧化物颗粒可作为下一代聚光太阳能发电（CSP）电站中的传热和热能存储（TES）介质，其中高温热能存储能够支持高效动力循环在600°C以上温度下实现可调度的电力输出。在兆瓦级中央塔式接收器中，将热量传递给高温流动颗粒仍然是CSP领域面临的一项挑战。对于采用外部壁面来容纳颗粒的间接式接收器，要使壁面温度保持在结构金属合金耐温极限以下，就需要在壁面与运动颗粒流之间实现高的传热系数。向下流动颗粒的鼓泡流化状态可以维持较高的床-壁传热系数（>1000 W m⁻² K⁻¹）。本研究基于实验校准的床-壁...

解读: 该流化床颗粒储热技术为阳光电源ST系列储能系统提供长时储能方案启发。研究中750°C以上高温储热与高效换热技术(>1000 W/m²K)可与PowerTitan储能系统形成互补,拓展光热-光伏混合储能应用场景。间接腔体接收器的热流优化方法对PCS热管理设计具有参考价值,特别是高功率密度工况下的温度均...

Ruslan Kotegov · Mohamed Abokersh · Carles Mateu · Adedamola Shobo 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

向可持续能源转型对于实现能源系统的脱碳至关重要。太阳能区域能源系统（SDES）为替代化石燃料提供了可行方案，但在成本、间歇性以及优化方面仍面临挑战。本研究提出了一种高保真度、完全自动化的SDES优化框架，该框架将TRNSYS仿真与基于Python的动态控制器相结合，协同最小化生命周期成本和环境影响。其核心创新在于采用混合多方法策略——结合元启发式、启发式与随机算法——在无需依赖代理模型或人工干预的情况下，实现仿真与优化之间的无缝实时耦合。一个特征重要性评分（FIS）模块自适应地优先处理关键变量，...

解读: 该研究的TRNSYS-Python实时耦合优化框架对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同控制具有重要参考价值。其多算法混合优化策略可应用于PowerTitan储能系统的容量配置与能量管理,通过特征重要性评分模块实现光储系统全生命周期成本优化。研究中90%以上太阳能利用率的案例验证了光...

Antoine Laterr · Guido Francesco Frat · Vincent Lemort · Francesco Contino · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要 在住宅系统中，光伏（PV）能源的日益广泛应用带来了诸多挑战，尤其是应对日间和季节性的间歇性问题。为了减少弃电并最大化自发自用率，分布式灵活性方案至关重要。在此背景下，卡诺电池——结合热泵、储热系统和热机的技术——在与光伏发电协同实现热电综合管理方面展现出良好前景。然而，目前尚未明确实现最大成本效益所需的经济模型（投资成本、电价体系）和控制策略（热能/电能释放、季节性影响）。因此，本研究探讨了将卡诺电池集成至一个配备光伏系统的20户住宅区的可行性。通过采用二次约束线性规划模型，识别出在不同投...

解读: 该卡诺电池技术为阳光电源户用储能系统提供重要启示。研究证实热泵+储热+发电机组合在零上网电价场景下经济性最优,与公司ST系列PCS及PowerTitan储能方案形成互补。可探索将热电联供功能集成到户用光储系统中,通过iSolarCloud平台实现热电协同优化控制。动态电价下储能容量需求增加,验证了阳...

Taoufiq Kaoutar · Hasna Louahli · Pierre Schaetze · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 本研究探讨了基于氢能源系统的集成与优化，重点在于将金属氢化物（MH）储氢与质子交换膜燃料电池微型热电联产（PEMFC MCHP）系统相结合，应用于住宅领域。该MH储氢系统与热泵耦合运行，充放电压力为10 bar。采用COMSOL 6.1版本软件，利用固体与流体传热模块及Brinkman方程模块建立模型，并通过实验数据进行验证，同时应用机器学习方法（前馈神经网络）对MH动态过程进行预测性建模。研究发现，较小的500 NL储氢罐具有较高的质量比热需求，但氢气动力学性能更优，可在一小时内达到约7...

解读: 该氢储能-燃料电池mCHP系统研究对阳光电源储能及户用产品线具有重要参考价值。金属氢化物储能的热管理优化思路可借鉴至ST系列储能变流器的温控策略;研究中采用的机器学习预测建模方法与iSolarCloud平台的预测性维护技术高度契合,可用于优化户用光伏-储能系统的充放电策略;燃料电池mCHP的冷热电联...

Clint Ameri Wankouo Ngouleu · Yemeli Wenceslas Koholé · Fodoup Cyrille Vincelas Fohagui · Ghislain Tchuen · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 全球对电力生产的需求正在稳步增长，使得采用混合系统成为一项关键解决方案。这些系统被用于为不同地区提供电力，以应对太阳能和风能资源的间歇性问题。通过整合两种或多种绿色能源，混合系统需要对不同配置进行技术经济性和环境影响评估，以确保可再生能源资源的高效利用。本研究针对喀麦隆库塞里地区，对包含电池储能（BES）、燃料电池储能（FCS）、抽水蓄能（HES）和热能储能（TES）单元的光伏/风能/柴油混合系统，与仅使用柴油发电的系统进行了深入的技术经济与环境性能分析。优化过程针对十二种不同的混合系统展...

解读: 该研究对阳光电源混合储能系统具有重要参考价值。研究表明PV/柴油/热储能配置在经济性和环保性上表现最优,验证了我司ST系列PCS与光储柴一体化方案的技术路线正确性。热储能系统优于电化学储能的结论,启发我司可探索PowerTitan系统与热储能的混合配置,针对离网场景开发多能互补解决方案。研究采用的布...