Ashwini Raoran · Dhiraj Magar · Yogita Mistr · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.302

摘要 光伏（PV）组件的可靠性研究目前仍处于发展阶段。影响系统性能下降的环境因素已得到研究，这些因素依赖于环境条件、技术类型、设计以及所使用的材料。因此，对这些因素进行详细分析至关重要，以便能够量化组件的退化程度。当前面临的挑战主要来自热致退化，其中热点的形成会加速老化过程，缩短组件使用寿命，直接影响系统的经济性和可靠性。现有的检测方法缺乏对寿命进行定量评估的预测能力，限制了有效的维护规划和投资决策。本研究提出了一种改进的卷积神经网络（Mod-CNN），该网络利用热成像图像，结合退化机制来预测太...

解读: 该热成像CNN预测技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和iSolarCloud智慧运维平台具有重要应用价值。通过集成热斑识别与寿命预测模型,可增强MPPT优化算法的故障预判能力,实现从被动巡检到主动预测性维护的升级。该技术可嵌入iSolarCloud平台,结合逆变器实时监测数据,构建电站级健康度评估体系...

Arun Narasimhan · Rajesh Rao · Ankur Jain · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2024年12月

预测功率金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）器件的温度上升对于确保其可靠性和性能以及防止热失控至关重要。虽然通常会为功率MOSFET的运行规定安全工作区（SOA），但通过实验确定安全工作区内防止热失控的漏极电流限制非常繁琐，而且常常会导致多个测试器件在达到极限时损坏。因此，仍然需要强大而准确的理论工具来预测实际功率MOSFET中的最大允许漏极电流。本研究通过解析和数值传热建模来满足这一重要需求。基于沟道区域周围半无限介质中一维热流的简化假设，采用拉普拉斯变换技术推导出器件中瞬...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于功率MOSFET热传导和热失控预测的研究具有重要的工程应用价值。功率MOSFET是光伏逆变器和储能变流器中的核心功率器件，其热管理直接关系到系统的可靠性、效率和寿命。 该研究的核心价值在于提供了两种互补的热分析方法：基于拉普拉斯变换的解析解和数值仿真模型。这使得我...

Zhizhao Mai · Kaijie You · Jianyong Chen · Xinxin Sheng · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

相变复合材料因其优异的储热能力和可控的相变行为，在高效太阳能热能存储领域展现出巨大潜力。本文综述了近年来相变复合材料在光热转换、导热性能提升及循环稳定性方面的研究进展，重点探讨了纳米填料增强、多孔基体设计与表面功能化等策略对材料性能的优化机制。同时，分析了当前材料在实际应用中面临的挑战，如成本、长期稳定性和规模化制备问题，并对未来发展方向提出展望，旨在推动高性能太阳能热能存储技术的实用化进程。

解读: 该相变复合材料技术对阳光电源光储一体化系统具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可利用相变材料的高储热密度特性实现电池热管理优化，通过纳米填料增强导热性能提升散热效率，延长电池循环寿命。对于光伏侧，相变储热技术可与SG系列逆变器配合构建光热-光伏混合发电系统，提升能源利用率。材料的...

Hanieh Mohebi · Samane Ghandehariun · Marc A.Rosen · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.298

摘要 光伏模块被认为是一种将太阳能转化为电能、利用可再生能源的有效方法。然而，光伏面板温度的升高会导致其发电效率下降。研究人员已提出多种技术以防止高温对光伏面板性能产生不利影响。本研究探讨了在三种气候条件下，光伏/热能（PV/T）集热器在光伏面板上方和/或下方设置水道结构的有效性。此外，本研究的另一目标是提升集成相变材料（PCM）的不同构型下基于水冷的PV/T面板的发电效率与热效率。通过获取并评估诸如太阳能电池温度、出水温度、光伏效率以及热效率等热力学与电学参数，来评价集成PCM的PV/T系统的...

解读: 该PV/T光热协同冷却技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及储能系统具有重要价值。研究表明PCM相变材料可有效降低组件温度、提升发电效率,这与我司MPPT优化算法形成互补:通过温控提升组件侧效率,结合逆变器侧最大功率追踪,可实现系统级效率最优。水冷通道设计可为ST系列储能PCS的液冷技术提供参考,特别是...

Seung-Min Lee · Woo-Jin Lee · Eugene N. Cho · Jinsoo Bae 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年7月

浸没冷却利用惰性介电液体为数据中心散热，可有效提升能效和热设计功率。然而，长期运行下冷却液与服务器组件间的热应力交互影响尚不明确。本研究针对碳氢类浸没冷却液，采用高温加速老化实验，评估冷却液及其对浸没材料的稳定性。光谱与热分析表明，高温下冷却液氧化显著加剧，流变特性退化程度与氧化水平密切相关。结果为评估浸没冷却系统长期可靠性提供了依据，有助于支撑高算力需求下数据中心的可持续稳定运行。

解读: 该浸没冷却可靠性研究对阳光电源大功率产品散热设计具有重要参考价值。PowerTitan储能系统和大功率SG逆变器中，功率模块、母排等高热流密度部件面临严峻散热挑战，浸没冷却可突破传统风冷/液冷限制，提升功率密度。研究揭示的冷却液氧化机理和PCB材料兼容性评估方法，可指导阳光电源开发适用于SiC功率模...

Jiu Dun Yan · Kaiyuan Zhang · Rui Cao · Yi Wu · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年12月

提出了一种排序算法，用于辅助筛选高压气吹断路器中不同气体的热开断能力。该算法直接基于气体材料特性，无需复杂电弧仿真。尽管未显式考虑产品设计影响，其排序结果与五种气体的实验室热开断数据及三种SF6替代气体的商用规模试验结果具有良好一致性。深入分析表明，在500K至15,000K温度范围内，气体密度与定压比热容的乘积及其电导率是决定电弧近零电流区弧柱尺寸主导作用的关键因素，进而影响冷却性能。

解读: 该SF6替代气体热开断能力评估算法对阳光电源中高压开关设备选型具有重要参考价值。在PowerTitan大型储能系统和1500V光伏系统中，中压断路器是关键保护设备，SF6气体因温室效应面临替代压力。该算法基于气体材料特性快速筛选环保替代气体，可指导阳光电源在ST系列储能变流器、集中式SG逆变器的配套...

Shiwei Zhang · Xingyu Zheng · Daitian Chena · Yao Huang 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 电动汽车的快速发展对锂离子电池的热管理系统提出了更高要求，以应对高倍率充放电带来的挑战。本研究开发了一种创新的电池热管理系统（BTMS），该系统集成了具有复合吸液芯结构的超薄均热板（UTVC），以增强散热能力并提高温度均匀性。本工作的独特贡献在于设计、制造和应用一种结合铜网与烧结铜粉的复合吸液芯结构，从而实现优异的毛细性能。本文系统研究了UTVC的热性能、复合吸液芯的毛细上升行为，以及BTMS在不同工况下的冷却效率。实验结果表明，在3C放电倍率下，集成UTVC的BTMS可使电池表面最高温度...

解读: 该超薄均温板电池热管理技术对阳光电源储能系统及充电桩产品具有重要应用价值。PowerTitan储能系统在大倍率充放电工况下,采用复合毛细结构均温板可降低电芯表面温度21.9%,显著提升温度均匀性,有效抑制热点形成,延长电池寿命。该技术可优化ST系列PCS的电池热管理方案,提升3C以上倍率工况的安全性...

Abraham Ekeroth · Garcia Martin · Das Sarma · Van Mechelen · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

理论上研究了由铁磁性外尔半金属Co3Sn2S2构成的双纳米颗粒与基底附近的非互易加热动力学。结果表明，热路由效应源于纳米颗粒共振模式与基底非互易表面模式之间的自旋-自旋耦合机制。数值计算显示，非互易加热效应可达施加温差的22.5%，显著的热调控能力为基于外尔半金属的实验实现及纳米尺度热管理应用提供了新途径。

解读: 该非互易热近场路由技术对阳光电源功率器件热管理具有前瞻性价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器的SiC/GaN功率模块设计中，纳米尺度热路由机制可启发新型散热结构开发，通过材料磁性调控实现定向热传导，优化IGBT/MOSFET芯片间热分布不均问题。对PowerTitan大型储能系统，该动态热调控原理...

Peng Pan · Zujun Peng · Ke Li · Wei Wang · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月

本研究分析了以金刚石为散热基板的功率芯片封装结构的热-力特性，显著提升了GaN HEMT的性能。通过优化纳米银焊膏焊接工艺，实现了芯片与金刚石散热体间的可靠集成，有效增强了热点区域的散热能力。理论模拟表明，相较于传统MoCu散热器，金刚石散热器具有更优的散热性能和更低的热应力。实验结果表明，在27.3 W功耗下，结到壳的热阻降低53.4%，芯片表面最高温度下降45.3%，直流输出电流提升9.2%，且功率循环寿命超过33万次无失效，验证了金刚石散热封装在提升高功率器件热电性能与可靠性方面的有效性。

解读: 该金刚石散热封装技术对阳光电源功率器件热管理具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，GaN HEMT器件的高功率密度应用面临严峻散热挑战。研究展示的金刚石散热方案可使结壳热阻降低53.4%、芯片温度下降45.3%，直接提升器件电流输出能力9.2%，这对提高PowerTitan储...

Hao Wang · Weiding Wang · Chuanjie Lin · Yongquan Lai 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.392

摘要 光伏驱动的电解系统是实现大规模可再生能源储存的一种有前景的方法，其中直连式系统在降低系统复杂性和成本方面具有显著优势。然而，由于结构设计和流量控制策略的次优选择，这类系统中的光伏（PV）模块与电解（EC）模块之间可能存在失配问题，从而显著降低氢气生产性能。尽管数值模拟有望解决上述问题，但现有的低维模型通常基于空间均匀性的假设，过于简化，难以充分捕捉此类复杂系统中光学、热学、电学以及气液流动现象之间的 intricate 耦合机制。本研究针对直连式系统提出了一种新型三维光-电-热模型，该模型...

解读: 该3D光电热耦合模型对阳光电源光伏制氢系统开发具有重要价值。研究揭示的PV-EC直连架构优化方法可指导SG系列逆变器与电解设备的功率匹配设计,其宽范围流量控制策略可简化系统控制复杂度。PV/T热集成方案与阳光电源储能系统的热管理技术协同,可提升太阳能制氢效率(STH)。建议将多物理场耦合仿真能力融入...

Longyang Yu · Wei Mu · Shenglei Zhao · Xiufeng Song 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

新兴的氮化镓器件具有更小的体积和更低的开关损耗，适用于点负载（PoL）转换器。然而，高频铁氧体材料的磁芯损耗密度已接近瓶颈，难以进一步减小磁芯截面积，导致平面电感成为多数PoL转换器中高度最高的元件。本文提出一种基于合金粉末磁芯集成磁元件的3D GaN PoL转换器，该磁元件具有分布式气隙、更低的磁芯损耗和更高的热导率，显著提升转换器的效率与散热性能。文章详细分析了磁元件的寄生参数、磁设计及热特性，并搭建了90 W、12–1.8 V的四相PoL转换器样机，对比采用铁氧体与合金磁芯的性能。实验结果...

解读: 该3D GaN PoL转换器技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器中，分布式气隙平面磁元件可显著降低DC-DC变换级的体积与损耗，提升功率密度；合金粉末磁芯的高热导率特性可改善散热设计，延长系统寿命。在SG光伏逆变器的Boost升压电路中，该磁元件技术可减小电感体积，配合GaN器...

Peiliang Yan · Chuang Wen · Hongbing Ding · Xuehui Wang 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

准确预测熔化响应时间对于优化热能储存系统至关重要，这类系统在解决建筑环境中热能供需之间的时间不匹配问题中发挥着关键作用。本研究旨在定量预测一种新型三重管热能储存系统的熔化响应时间，该系统结合了相变材料和Y形翅片以增强传热性能。基于焓-孔隙度方法建立了数值模型来模拟熔化过程，在不同的设计和运行条件下共生成60个案例的数据集，其熔化响应时间范围为15至45分钟。研究的关键参数包括翅片角度（10°–30°）、翅片宽度（5–15 mm）以及传热流体温度（60 °C–80 °C）。在模型构建之前，验证了变...

解读: 该相变储能系统的机器学习优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan液冷储能系统具有重要借鉴价值。研究中XGBoost算法对热响应时间的92%预测精度,可应用于我司液冷储能系统的热管理优化,特别是三电平拓扑功率器件的散热预测。传热流体温度和翅片宽度作为主导因素的发现,可指导PowerT...

Fen Guo · Zhao-Jun Suo · Xin Xi · Yu Bi 等6人 · IEEE Access · 2025年1月

三维集成电路3D IC已成为集成电路重要方向，带来更高集成度、更高功率密度和更短导线长度。然而热管理挑战成为3D集成发展的关键限制之一，迫切需要解决方案。为应对这一挑战，研究人员深入调查3D IC关键结构内的传热技术。本文旨在综述热管理技术文献，特别强调三个关键领域的进展：热界面材料TIM、硅通孔TSV和散热器设计。TIM、TSV和散热器结构的持续研究创新为解决3D IC热管理问题提供了多样化方法和技术解决方案。期望该综述文章能帮助学术界和工业界研究人员了解3D IC传热最新技术，提供更好的研究...

解读: 该3D IC热管理技术对阳光电源功率模块封装具有重要参考价值。阳光SiC和GaN功率器件采用高集成度封装，面临严峻的热管理挑战。该研究的热界面材料和散热器优化方法可应用于阳光储能变流器和光伏逆变器的功率模块设计。通过优化TIM材料选择和散热结构设计，降低器件结温，提升功率密度和可靠性。结合阳光三电平...

Zihan Zhang · Lei Yuan · Yang Liu · Bo Peng 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月

碳化硅（SiC）门极可关断晶闸管（GTO）具有高电流密度、高阻断电压、高开关频率和优异的热阻等特点，非常适合作为脉冲功率系统中的脉冲开关。然而，其可靠性仍然是一个亟待关注的关键问题。目前关于SiC GTO热失效机制的研究有限，部分原因是忽略了p - n结电压对热分布的影响。在本研究中，对热力学模型中的塞贝克系数（S）进行了修改，首次考虑了4H - SiC GTO中由塞贝克效应引起的、以往被忽略的珀尔帖热和汤姆逊热。仿真分析表明，修改后的模型能更精确地捕捉到GTO阳极下方的局部热集中现象。修改后的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于4H-SiC GTO晶闸管热模型优化的研究具有重要的战略参考价值。作为全球领先的新能源设备制造商，我们在光伏逆变器、储能变流器等核心产品中大量应用功率半导体器件，而SiC器件正是我们实现高功率密度、高效率产品设计的关键技术路径。 该研究首次在热模型中引入Pelti...

Morteza Khoshvaght-Aliabadi · Afsaneh Nasrolahzadeh · Seyed Hosein Mazloumi · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 管理高热流密度电子器件的热负荷仍是电子工业中的主要挑战，推动了对先进散热器设计和高效冷却剂的需求。本研究探讨了基于新型混合结构（结合直通道与波纹通道）的超临界CO2（sCO2）冷却散热器在不同质量通量和运行压力下的性能表现。结果表明，波纹段内产生的迪恩涡显著增强了湍流动能，并破坏了热边界层，使传热系数提高了约50%，并在研究的操作范围内使基底温度降低了约10 K。对于以直通道为主的模型，增加sCO2质量通量可更显著地改善传热性能；而对于以波纹通道为主的模型，压降对质量通量变化更为敏感。尽管...

解读: 该超临界CO2混合式散热技术对阳光电源储能系统和大功率变流器具有重要应用价值。研究显示的50%传热系数提升和10K温降可直接应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的功率模块散热优化,特别是SiC/IGBT器件的热管理。直-波纹混合通道设计可改善温度均匀性(温差<5K),有助于提升三电平拓...

Ajithkumar Sitharaj · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

光伏（PV）系统的效率显著受到太阳辐照度、面板温度以及热管理技术等因素的影响。本研究开发了一种先进的光伏-相变材料（PV-PCM）系统，通过掺杂纳米材料的相变材料实现高效热调控，从而提升光伏发电效率。实验装置位于印度泰米尔纳德邦哥印拜陀的KPR工程与技术研究所（10°57′N，76°59′E），由三个相同的5W光伏组件构成，每个组件分别集成了不同的相变材料：一种使用石蜡，另一种采用与石墨烯复合的格劳贝尔盐（Na₂SO₄·10H₂O），第三种则包含Na₂SO₄·10H₂O、石墨烯（Gr）和氧化铝（...

解读: 该纳米增强相变材料热管理技术对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。研究证实通过Na₂SO₄·10H₂O-石墨烯-Al₂O₃复合PCM可降低组件温度2℃、提升发电效率0.7-1.2%,这与我司MPPT优化算法形成协同效应。建议在大型地面电站SG系列逆变器配套方案中,结合iSolarCloud平...

Suzhen Yin · Chuangang Bai · Kaiyue Zheng · Yilun Zhang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.329

摘要 风能和光伏发电等不稳定的可再生能源具有间歇性和随机性的固有特征，对电网的安全与稳定运行构成了极为严峻的挑战。作为一种可行的解决方案，储能技术通过在不同时间段存储和释放多余的电能，提高了电网的灵活性和调控能力。抽水式热储能技术提供了一种高效的大规模电能储存方案，且完全不受地理条件限制。巧妙地将抽水式热储能技术与低品位热能相结合，可有效提升其热力学性能和经济性。为了显著提高地热能的利用率，并有效实现抽水式热储能系统的更优性能，本文对15种地热辅助的跨临界抽水式热储能系统进行了深入而全面的热经济...

解读: 该地热辅助泵热储能技术为阳光电源储能系统提供重要启示。研究显示系统往返效率可达105.6%,度电成本低至0.472元/kWh,验证了多能互补储能方案的经济性。可与PowerTitan储能系统及ST系列PCS结合,通过低品位热能耦合提升储能效率,优化压缩机出口压力控制策略。该技术突破地理限制的特性与阳...

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...

Haibo Huoa · Sheng Xua · Jianing Lia · Fang Wanga 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

摘要 可逆固体氧化物电池（rSOC）可通过在电解池（EC）模式和燃料电池（FC）模式之间的双向转换，有效平抑可再生能源发电的波动性功率输出。然而，频繁的负载变化会引起严重的温度波动，进而导致rSOC内部产生热损伤。为在平抑风电输出波动的同时维持系统的热安全性，本文提出一种内-外双环热管理策略，即内环温度控制与外环功率管理相结合的rSOC系统控制架构。其中，内环温度控制采用前馈控制器调节燃烧器燃料比（BFR），并结合模糊PID控制器稳定rSOC温度，从而确保在所有运行工况下实现有效的热管理；在外环...

解读: 该rSOC双向储能与热管理技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。其内外双环控制策略可借鉴至PCS功率管理:内环温度控制对应功率器件热管理,外环功率调度对应电网调频响应。0.6A/s恒定变化率抑制温度波动的思路,可应用于SiC/IGBT模块的dI/dt控制,降低热...

Esther Rojas · Elisa Alonso · Margarita Rodríguez-Garcí · Rocio Bayon 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本研究旨在评估在特定填充床装置上实施SFERA-III项目所提出的热能储存原型关键性能指标（KPIs）评估方法的可行性。SFERA-III项目是一项由欧盟资助的项目，其目标之一是提升与聚光太阳能热利用技术相关的基础设施和服务水平。为了提高热能储存原型测试服务的质量，该项目制定并验证了一套测试协议和关键性能指标，这些指标已通过多种类型的设备进行了验证，但此前尚未在填充床装置上应用。本研究阐明了在将该协议应用于填充床原型时所遇到的挑战，以及所提出的替代解决方案及其对最终KPI结果的影响。分析结...

解读: 该填充床储热技术的KPI评估方法对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan产品具有重要参考价值。SFERA-III项目提出的标准化性能指标体系可借鉴用于优化我司储能系统的测试协议,特别是在热管理和能量密度评估方面。填充床的蓄热特性与电化学储能的热失控管理存在共性,其温度分层控制策略可启发ST系...