Binyang Han · Wei Jiang · Chaoxuan Lu · Boxin Dai 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月

实现平板电子束在互作用电路中的理想传输仍是平板行波管（SB-TWT）的关键挑战。粒子模拟表明，电子拦截主要集中在电路末端，导致局部高热流密度，引发温度骤升（>350°C）及真空退化。本文提出一种用于Ka波段SB-TWT的新型嵌入式散热单元（EHSU），结合交错栅格结构与边界层抑制技术以缓解局部过热。构建了该散热单元的热阻网络模型并分析其热-流特性，结果显示最高温度降低约40%。样机实验表明，在3 kW平均功率下可长期稳定运行，钛泵电流（Ti-current）在一小时内稳定于约60 nA。

解读: 该Ka波段行波管的热管理技术对阳光电源功率器件散热设计具有重要借鉴价值。研究中提出的嵌入式散热单元（EHSU）结合交错栅格结构与边界层抑制技术，可降温40%，这一思路可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC/GaN功率模块散热优化。特别是针对局部高热流密度问题的热阻网络建模方法，可用于...

Habeeb Bolaji Adedayo · Kamaruzzaman Sopian · Ambagaha Hewage Dona Kalpani Rasangik · Oluwasanmi Iyiola Along · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.293

摘要 太阳能光伏（PV）组件的热管理对于优化能量效率至关重要，因为温度分布不均会阻碍其性能表现。本研究探讨了由乙烯四氟乙烯（ETFE）、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）、硅电池、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、胶带和碳纤维增强聚合物（CFRP）组成的多层光伏组件的热动力学特性。该研究创新性地结合了数值模拟、理论分析与基于太阳模拟器的实时实验验证，在平均辐照度为1000 W/m²的条件下模拟标准测试环境下的太阳辐照。数值结果表明各层表面温度相对均匀，其中电池层达到最高的平均表面温度（41.36 °C），这...

解读: 该光伏组件热管理研究对阳光电源SG系列逆变器及智能运维具有重要价值。研究揭示的硅电池层温升至41.36°C导致效率损失42.5%的现象,可指导我们优化MPPT算法中的温度补偿策略。建议将相变材料、金属泡沫散热等创新冷却方案集成到组件级监控中,通过iSolarCloud平台实时监测热点并预测性维护。研...

Ahmed Elsay · Beiyuan Zhang · Zheng Miao · Guanglin Liu 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.324

摘要 随着化石能源储量的减少和环境问题的加剧，基于太阳能的热电联供系统日益受到关注。有机朗肯循环是一种有前景的技术，可高效地将聚光光伏热系统产生的热量转化为电能。本研究提出将光谱分束聚光光伏热系统与近年来在有机朗肯循环领域的最新进展——双级有机朗肯循环相结合，后者以其结构简单且能提高发电输出而著称，旨在优化太阳能在发电和热能利用方面的综合效率。研究目标是利用EES和MATLAB分析关键设计参数对各子系统性能的影响，并在不同大气条件下评估集成系统的整体表现。通过将两个子系统的模拟结果与已有文献数据...

解读: 该光伏光热耦合有机朗肯循环技术对阳光电源光储热一体化系统具有重要参考价值。研究中的光谱分束CPV/T系统与双级ORC集成方案,可启发SG系列逆变器在高辐照场景下的MPPT优化策略,特别是600-1000W/m²工况下效率提升57.94%的表现,为ST储能系统的热电联供场景提供设计依据。2.83的热电...

Yousef Sheikh Kilo · Roozbeh Izadi Zamanabadi · Hossein Ramezani · Paride Gullo 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 由于R744的临界温度较低，采用该工质的超市制冷系统通常在跨临界运行条件下工作，导致其能源效率受到严重制约。一方面，本研究探讨了集成热能冰蓄冷装置以降低从冷凝器/气体冷却器排出的R744温度所带来的经济效益，从而缓解上述性能劣势。另一方面，文献综述揭示了目前尚缺乏一种能够对跨临界R744制冷系统中热能冰蓄冷装置的充放电循环进行低成本且动态优化的算法，这限制了该技术在超市中的推广应用。因此，本研究开发了一种针对不同气候条件定制的创新性算法，旨在通过综合考虑超市制冷负荷需求、环境温度以及电价因...

解读: 该研究的动态充放电优化算法对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。文中基于电价、环境温度和负荷需求的多维度优化策略,可应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的智能调度算法开发。通过iSolarCloud平台集成类似优化逻辑,结合不同气候区的电价峰谷特性,可使工商业储能系统年度电费降低5-12...

Peimiao Li · Shibo Wang · Hui Wang · Yun Feng 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 动力舱散热方案的设计受限于复杂的结构配置和较慢的迭代速度。鉴于数值实验所需的巨大时间和计算资源，本文提出了一种快速零维集成精确三维优化模型，用于计算电动汽车动力舱的散热性能并优化其热管理系统。在现有热等效电路模型的基础上，快速零维模型建立了各设备之间的热容与热阻网络，并通过参考精确的初始三维仿真结果对快速零维模型的输出进行修正。随后，利用零维模型搜索最优散热结构配置，并通过实验数据进行验证。结果表明，快速零维集成精确三维优化模型的优化结果得到了三维模型的良好验证。采用所提模型优化电机控制器...

解读: 该零维-三维混合热管理优化模型对阳光电源电动汽车业务具有重要价值。在OBC车载充电机、电机驱动器等功率密集产品中,可将散热方案迭代时间从576小时压缩至72小时,显著加速SiC/GaN功率器件的散热结构设计。该方法可应用于充电桩功率模块热仿真,通过快速优化翅片数量和尺寸,将芯片温度从551K降至35...

Bin Liab · Zhangxi Wua · Ye Lic · Jiawei Hea 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398

摘要 将可再生能源与氢储能相结合用于发电是实现清洁能源转型的一种有前景的替代方案。然而，可再生能源的波动性和间歇性给质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统的安全高效运行带来了重大挑战。由于PEMFC内部存在复杂的热-水-电场耦合机制，目前尚未对电力系统运行工况变化下PEMFC在多时间尺度上的动态性能进行定量分析。本文基于PEMFC内部的导热、传质及电化学反应过程，首先分析了热、水、电参量之间的参数耦合关系，建立了综合性的PEMFC模型。随后，研究了在不同时间尺度的电力系统运行工况变化下，PEMFC...

解读: 该PEMFC热-水-电多物理场耦合建模技术对阳光电源氢储能系统集成具有重要参考价值。研究揭示的多时间尺度动态响应特性可指导ST系列PCS与PEMFC协同控制策略优化,特别是电压波动对燃料电池安全性的影响分析,可应用于PowerTitan储能系统的氢电耦合场景。多场耦合机制为开发氢能-储能-光伏一体化...

Jigu Seoa · Junepyo Chab · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 本研究调查了电池电动汽车在真实使用条件下的能耗特性，特别关注在不同环境温度和驾驶工况下热管理系统的行为表现。在为期18个月的时间内，对同一辆电动汽车进行了113次道路测试，覆盖了从−10 °C到39 °C的环境温度范围以及多种道路和交通状况。本研究的一个重要贡献在于分析了热管理子系统（如热泵、电加热器和电池冷却器）的运行如何在不同环境条件和驾驶条件下影响整车的总能耗。结果表明，即使在关闭座舱空调系统的情况下，环境温度仍显著影响车辆的能耗。当座舱气候控制系统启用时，用于座舱采暖或制冷的压缩机...

解读: 该研究揭示电动汽车在不同温度下的能耗特性,对阳光电源充电桩及储能系统具有重要参考价值。研究表明-10°C时能耗比30°C高50%,热泵和电阻加热显著影响整车能耗。这为我们的充电站解决方案提供优化方向:可结合环境温度动态调整充电功率,在极端温度下预留热管理能耗裕量;ST系列PCS可针对电池冷却需求优化...

Dong-Jin Lee · Jae-Heon Choi · Ui-Min Choi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

功率器件与直流母线电容通常被视为电力变换器中可靠性最关键的元件，其热应力导致的损耗是引发失效的主要原因。已有研究通过降低热负荷提出了多种改进寿命的PWM方法，但大多仅单独考虑某一类元件。本文提出一种新型PWM策略，可同时降低NPC逆变器中直流母线电容与功率器件的热应力，从而协同提升整体可靠性。通过仿真与实验验证了所提方法的有效性与可行性。

解读: 该可靠性增强PWM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。文章提出的协同优化策略可同时降低直流母线电容和功率器件热应力，直接契合阳光电源三电平NPC拓扑架构。在储能系统长周期运行场景下，该方法可显著延长关键元件寿命，降低OPEX成本。建议将此技术集成到iS...

Xue Ke · Lei Wang · Jun Wang · Anyang Wang 等12人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 电动汽车的快速发展对锂离子电池的热安全管理提出了更高要求。传统的物理模型需要大量离线参数辨识，在计算效率与模型保真度之间难以平衡；而数据驱动方法虽然精度较高，但缺乏可解释性，且在不同工况下需要大量数据支持。为应对上述挑战，本文提出了一种物理信息引导的注意力残差网络（Physics-Informed Attention Residual Network, PIARN），该模型将改进的非线性双电容模型与热集总模型嵌入到物理引导的循环神经网络框架中，从而提升了模型的可解释性与泛化能力。所设计的残...

解读: 该物理信息引导的电池温度预警技术对阳光电源储能系统具有重要价值。PIARN模型结合物理模型与深度学习,可集成至ST系列PCS和PowerTitan储能系统的BMS热管理模块,实现0.1°C精度的在线温度预测和近100%准确率的热预警。其轻量化物理模型与残差网络架构适合边缘计算部署,可通过iSolar...

Jiangyong Zhang · Shixing Dinga · Zhigang Lua · Xiangxing Konga 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 随着气候变化加剧、能源需求不断上升以及可再生能源资源的间歇性特征日益显著，综合能源系统迫切需要实现深度碳减排并最大化能源利用效率的策略。本研究提出了一种创新的低碳规划模型，将先进的碳矿化技术与跨季节热能存储相结合，通过构建一种新型碳减排模型，将碳捕集电厂与电转气转换及矿化过程相耦合，将捕获的二氧化碳转化为稳定的碳酸盐和天然气，从而显著提升碳资源的利用水平，改善综合能源系统的环境与经济性能。同时，构建了基于地下洞穴的季节性热储存系统，用于回收上述碳转化反应及电厂烟气所产生的热能。所引入的洞穴...

解读: 该跨季节储能与碳矿化耦合技术对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan方案具有重要启示。研究中的地下洞穴热储存与碳捕集全链条方案,可与我司储能PCS的多物理场耦合控制技术结合,通过优化GFM控制策略实现季节性负荷削峰填谷。碳转化反应余热回收思路可应用于储能系统热管理优化,提升能效3.81%的成...

Yogendra K. Joshi · Aaron H. Smith · Richard C. Eden · Sumit K. De · Journal of Electronic Packaging · 2025年1月 · Vol.147

自1992年成立以来，DARPA微系统技术办公室持续推动半导体器件领域的变革性进展。这些器件广泛应用于各类微系统中，其经济寿命取决于半导体材料本身及封装结构的机械耐久性。热管理方案直接影响微系统的性能与可靠运行寿命。该研究涵盖多尺度、多物理场的热调控技术，致力于提升高密度集成电子系统的散热效率与长期稳定性，支撑下一代高性能微系统的发展。

解读: DARPA的多尺度热管理技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在SiC器件方面，多物理场耦合的热调控方法可直接应用于ST系列储能变流器和电动汽车驱动系统的功率模块设计，优化SiC MOSFET的结温控制与散热结构。针对高密度集成系统的热管理方案，可提升PowerTitan大型储能系统和SG系列大功...

Moataz M.Abdel-Aziz · Abd Elnaby Kabeel · Abdelkrim Kheli · Mohammed El Hadi Atti 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.287

摘要 本研究提出一种通过将光伏（PV）板与太阳能热水器集成以提升其热效率的独特方法。研究采用商业计算流体动力学（CFD）分析手段评估系统性能，并对比了两种不同的光伏/热（PV/T）配置方案。配置1为参考组，采用标准PV单元，宽度0.54 m，长度1.20 m。配置2则在保持相同PV面板尺寸的基础上进行了改进，集成了同尺寸的太阳能热水器。该太阳能热水器设计用于实现高效传热，水在泵驱动下以0.01 kg/s的受控质量流量在系统中循环流动。分析结果表明，与参考配置1相比，配置2的热效率显著提高了56....

解读: 该PV/T热管理技术对阳光电源SG系列逆变器及工商业光伏系统具有重要价值。研究显示通过水冷集热器可降低组件温度1.08%,提升电效率2.13%,这与我们MPPT优化策略高度契合。可将热仿真方法应用于1500V高压系统散热设计,结合iSolarCloud平台实现温度预测性维护。同时,回收的热能可为Po...

Mohammadamin Ahmadfar · Ehsan Baniasadi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.387

摘要 地下热能储存井（BTES）系统正成为一种极具前景的技术，可用于储存间歇性的可再生热能资源。BTES系统利用地下作为热储层，在能源过剩时将热量储存，并在需要时提取使用。这种机制使系统能够应对可再生能源供应与建筑供暖和制冷需求之间不匹配的挑战。该技术不仅提高了可再生能源系统的效率，还有助于减少温室气体排放以及对化石燃料的依赖。本研究在BTES领域引入了一种新颖的文献分析方法，结合使用文献计量学与定性分析工具，包括SciMAT、VOSviewer和NVivo，为传统的手工综述方法提供了一种系统化...

解读: 钻孔热储能(BTES)技术为阳光电源储能系统拓展季节性储能应用提供新思路。可结合ST系列PCS与PowerTitan储能系统,构建电-热耦合储能方案:利用光伏发电余量通过热泵驱动地下热储存,在供暖季回收利用。iSolarCloud平台可集成地温监测与负荷预测算法,优化充放热策略。该技术与电化学储能互...

Shichao Gao · Shugang Wang · Peiyu Hu · Jihong Wang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 吸附式热能储存（ATES）是实现太阳能高效利用的最重要途径之一。目前缺乏有效的反应器性能预测方法，严重制约了ATES系统的应用。本文提出了一种基于吸附反应波模型的反应器性能预测方法。通过引入吸附速率波的波参数，推导出反应器性能与设计参数之间的表达式，分别建立了设计参数与波参数之间、波参数与反应器性能之间的数学关系。开展了以沸石-水蒸气为工质对的吸附式热能储存实验，测量了反应器进出口处的空气温度和比湿度，并由此获得了相应的吸附量、储存热能及稳定输出功率。将所提出方法对反应器性能的预测结果与实...

解读: 该吸附储热反应波预测方法对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan产品具有重要参考价值。通过建立设计参数-波动参数-反应器性能的数学关系,可优化储能系统热管理策略,提升电池温控精度。该方法预测偏差小于6%的高精度特性,可集成至iSolarCloud平台实现储能电站热失控预警与预测性维护。特别适...

United Arab Emirates · Hussam Sababha · Energy Fuels · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本文研究Kresling折纸结构作为紧凑型可展开散热鳍片在自适应热管理中的热性能。该鳍片可沿目标表面驱动，实现高效空间利用的几何变换，影响对流与传导传热机制。通过数值模拟与实验方法，分析其导热与对流特性；实验在可控风洞中进行，数值模型基于质量、动量与能量守恒定律构建三维瞬态模型。结果表明，在低雷诺数下，收缩态Kresling鳍片的努塞尔数比展开态高20%，且表面温度分布更均匀。研究表明，Kresling结构在动态热调控中具有应用潜力。

解读: 该Kresling折纸可展开散热技术对阳光电源储能与功率产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可设计自适应散热鳍片，根据功率模块温度动态调节展开度，低负载时收缩节省空间，高负载时展开增强散热，提升20%的散热效率。在ST系列储能变流器的SiC/GaN功率模块散热设计中，折纸结构...

Mritunjay Kumar · Ganesh Mainali · Vishal Khandelwal · Saravanan Yuvaraja · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了一种基于NiOx栅氧化层的GaN基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT），在高达400 °C的工作温度下仍表现出优异的阈值电压热稳定性。通过反应溅射法制备的NiOx薄膜具有高介电常数、良好的界面特性及高温下化学稳定性，有效抑制了高温工作时的界面态生成与电荷退极化效应。实验结果表明，器件在400 °C高温退火及动态偏置应力下，阈值电压漂移显著减小，稳定性明显优于传统Al2O3或SiNx栅介质器件。该研究为高温、高功率电子器件提供了可行的栅氧化方案。

解读: 该NiOx栅氧化层GaN器件技术对阳光电源高温应用场景的功率器件设计具有重要参考价值。可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频开关电路,特别适合沙漠、高原等高温环境下的产品。其400℃高温下的阈值电压稳定性优势,有助于提升逆变器的可靠性和转换效率。建议在下一代1500V系统的GaN功率模...

İsmail Gürkan Demirkıran · Klarissa Niedermeier · ErdalÇetkin · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340

摘要 高温热能储存（TES）对于下一代聚光太阳能发电（CSP）电站实现持续能源供应至关重要。将潜热储存（LHS）与显热储存（SHS）相结合，可利用相变材料（PCMs）的高储热能力，同时降低显热储存的热棘轮效应，从而提高能量密度、热稳定性和效率。本研究聚焦于采用钠作为传热流体（HTF）的壳管式潜热储存系统的数值分析，探讨中空和穿孔翅片对增强有效换热性能的影响。仿真在三维求解域内使用ANSYS Fluent软件完成。结果表明，翅片去除率和孔洞布置位置是关键的设计因素。在穿孔翅片-中间（全高）结构中，...

解读: 该高温相变储热技术对阳光电源PowerTitan液冷储能系统具有重要借鉴价值。研究中的穿孔翅片优化设计(20%开孔率)可应用于ST系列PCS热管理系统,通过减少材料用量同时保持换热效率,降低成本并提升能量密度。液态金属HTF的低出口温度特性为光储一体化方案提供新思路,可优化CSP电站配套储能系统的热...

Ahmad Al Miaari · Khaled Own Mohaisen · Radhi Abdullah Lawag · Amir Al Ahm 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.292

相变材料（PCM）因其在多种应用中实现被动冷却的潜力而日益受到关注，尤其是在光伏（PV）热管理领域。然而，将PCM与光伏组件集成时仍存在若干问题，如泄漏、PCM封装容器的设计、倾角影响以及PCM导热系数较低等问题，这些问题均会影响整体的光伏热管理性能。为解决上述挑战，本研究开发了一种基于燃烧废弃油脂所得油灰的新型可持续定形相变材料（SSPCM），并将其作为RT-42 PCM的载体。该材料旨在提升导热性能，同时消除泄漏风险、倾角依赖性以及对额外PCM封装容器的需求。在本研究中，采用两步真空浸渍法制...

解读: 该油灰基定形相变材料技术对阳光电源光伏逆变器热管理具有重要价值。材料导热系数提升287%达0.74 W/m·K,熔点38.1°C与SG系列逆变器功率器件工作温区匹配,可优化IGBT/SiC模块散热设计。无泄漏特性适合户外倾斜安装场景,降温4.7°C效果可提升逆变器效率和寿命。该被动冷却方案可与iSo...

Linling Xu · Hui Guo · Nanjing Electronic Devices Institute · Jiaofen Yang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

研究了在高压射频应力下，不同负载阻抗条件下GaN高电子迁移率晶体管的退化行为。实验发现器件退化程度显著依赖于负载阻抗，低阻抗时退化更严重。结合电学与热学分析，表明高阻抗下自热效应更强，但低阻抗时更大的漏极电流导致焦耳热集中和电场加速，加剧了缺陷生成与载流子俘获。通过瞬态电流与脉冲I-V测试，识别出浅能级陷阱的激活是退化主因，并揭示了电热耦合与陷阱响应的协同作用机制。

解读: 该GaN HEMT阻抗依赖性退化机制研究对阳光电源功率器件应用具有重要价值。研究揭示的低阻抗下电流集中导致焦耳热与电场协同加速陷阱生成机制，可直接指导ST储能变流器和SG光伏逆变器中GaN器件的阻抗匹配设计。通过优化负载阻抗避开高退化区域，可提升PowerTitan储能系统和充电桩中GaN功率模块的...

Julian D.Osorioa1 · Mario De Florioab1 · Rob Hovsapian · Chrys Chryssostomidis 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

摘要 传统的热能系统建模依赖于实验关联式，通过无量纲数和热物理性质来估算传热系数。针对不同的流动状态、系统几何结构和边界条件，已提出了多种关联式；然而，尽管这些关联式被广泛使用，它们在精度、适用流动状态范围以及对复杂系统几何结构的适应性方面仍存在显著局限性。此外，由间歇性可再生能源（如太阳能）驱动的系统由于传热系数和系统变量的剧烈波动，面临更大的挑战。在本研究中，我们从根本上改变了这一传统范式。我们展示了一种经过实验验证的、基于物理信息的机器学习方法，能够准确估计在能量输入、边界条件和负载具有高...

解读: 该物理信息机器学习技术对阳光电源光储系统具有重要价值。针对光伏间歇性导致的热管理波动问题,可应用于PowerTitan储能系统和ST系列PCS的热设计优化,实时预测功率器件温度场分布,替代传统经验公式。结合iSolarCloud平台,可实现SiC/GaN器件的预测性热管理,提升系统可靠性。该方法突破...