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面向大负载波动质子交换膜燃料电池系统的控制导向热管理策略
Control-oriented thermal management strategies for large-load fluctuation PEM fuel cell systems
Yuhan Li · Zhifeng Zheng · Yangge Guo · Xiaojing Cheng 等8人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.392
摘要 热管理控制对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能与耐久性具有重要意义。在大负载波动工况下,由于系统具有强非线性和时变时滞特性,热管理控制面临巨大挑战。为此,本文采用串级内模控制(IMC)方法,结合电流前馈控制,以提升宽范围负载变化下的跟踪性能及对时滞扰动的鲁棒性,同时降低系统时滞影响。此外,提出了一种针对恒温器和风扇的双内环串级IMC结构,以进一步增强系统鲁棒性,并引入改进型Smith预估器以改善时滞扰动的抑制能力。首先通过阶跃响应测试和白噪声扰动测试分别评估所提出控制策略的响应速度与鲁...
解读: 该燃料电池热管理控制技术对阳光电源氢能业务拓展具有重要参考价值。文中提出的级联内模控制(IMC)与电流前馈结合策略,可应用于公司充电桩及储能系统的热管理优化,特别是ST系列PCS在大功率波动场景下的温控精度提升。双内环级联IMC与改进Smith预估器的鲁棒性设计思路,可借鉴至SG逆变器的宽温度范围运...
自主型光伏-氢能混合能源系统的经济技术分析:以实现学术建筑能源独立为目标——以波兰为例
Technical and economic analysis of an autonomous hybrid photovoltaic-hydrogen energy system for academic buildings with the focus on energy Independence – A case study for Poland
Przemysław Ogarek · Agnieszka St · Daniel Slys · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.392
摘要 随着能源需求不断增长,以及迫切需要减少对高排放和进口化石燃料的依赖,无排放能源来源的重要性日益凸显,包括混合可再生能源系统(HRES),使其成为未来能源战略的关键组成部分。本研究针对波兰一座学术建筑,提出了最优的自主型HRES方案,并基于实际的能源需求与发电数据进行选型。该建筑位于城市中人流量最大的区域之一,每日有数千人在此活动,是学术生活的重要枢纽。确保该建筑的能源独立性对于保障安全、维持关键服务的连续性,以及保护当地社区免受意外能源供应中断的影响至关重要。通过使用HOMER Pro软件...
解读: 该混合光储氢系统研究对阳光电源ST系列储能变流器与SG光伏逆变器协同应用具有重要参考价值。研究验证了PV+储能+氢能在城市建筑能源独立场景的技术可行性,LCOE为1.00欧元/kWh。阳光电源可基于PowerTitan储能系统与1500V光伏方案,结合iSolarCloud平台智能调度,优化长短周期...
水下超临界CO2循环发电系统原型的性能分析
Performance analysis of a underwater power transcritical CO2 cycle system prototype
Zhi Ling · Xuan Wang · Hua Tian · Gequn Shu 等10人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.391
摘要 深海水下设备的能量系统是支撑其运行的核心要素,高能量密度、高安全性和稳定性是衡量该系统性能的关键指标。针对目前水下设备缺乏高度适应性二次循环系统的现状,本文构建了一套100 kW级回热再热型超临界CO2循环水下动力系统原型,并首次在模拟深海冷源(<2 °C)与微型反应堆热源(>500 °C)条件下,完成了从待机到发电全过程的性能测试。结果表明,该系统的实际循环热效率达到22.7%,发电功率为97.6 kW,在冷源温度±1 °C波动范围内均可稳定运行,且当海水温度突变时,系统流量波动仅为0....
解读: 该超临界CO2循环技术对阳光电源海上储能及电力电子系统具有重要借鉴价值。其22.7%循环效率和1MW/m³功率密度为海上风电储能系统(PowerTitan海上版)提供热管理优化思路。密闭自回流冷却技术可应用于ST系列PCS和SG大功率逆变器的液冷散热设计,提升功率密度。±1°C温度波动下0.725%...
基于低成本高能量密度深共熔溶剂的季节性热化学储能
Seasonal Thermochemical Energy Storage with Affordable and High-Energy-Density Deep Eutectic Solvents
Yunren Sui · Zhixiong Ding · Zengguang Sui · Haosheng Lin 等6人 · Applied Energy · 2025年5月 · Vol.386
摘要 季节性热能储存技术在解决能源需求与供给在不同季节之间的时间和强度不匹配方面具有巨大潜力。吸收式热能储存因其高储能密度(ESD)和极低的能量损失,适用于长期储能,但面临结晶、较高的平准化成本以及放电速率下降等挑战。为克服这些局限,本研究首次提出一种采用新型深共熔溶剂(DESs)的多单元吸收式热能储存系统(MATES),以实现无结晶、低成本且稳定的能量储存。针对跨季节应用场景,该装置采用多单元结构并结合一次通过式放电策略,以确保稳定的输出;所提出的基于DES的工作流体具有较低的结晶温度和成本,...
解读: 该季节性热化学储能技术对阳光电源储能系统具有重要启示价值。研究提出的多单元吸收式储能(MATES)与深共熔溶剂方案,能量密度达549.6 kJ/kg,平准化成本仅0.032-0.040美元/kWh,可为ST系列PCS和PowerTitan系统提供跨季节储能方案设计参考。其低温(<50°C)太阳能利用...
晶体硅光伏组件在加纳运行6年后的实验室实验分析
Laboratory experimental analysis of crystalline silicon photovoltaic module degradation after operating over 6 years: A case study in Ghana
Qingfa MENG · Honglie SHEN · Jinjie ZHENG · Xuemei LI · Solar Energy · 2025年4月 · Vol.290
摘要 本文系统分析并评估了在加纳温尼巴炎热潮湿气候条件下户外运行六年后光伏(PV)组件的性能。与传统的现场测试不同,所有数据均依据IEC 61215标准,在实验室中对光伏组件及其材料进行严格测试获得,以探究功率衰减的原因。结果表明,组件平均功率衰减为35.36%,相当于年均衰减速率为5.89%。尽管大多数组件满足IEC 61215规定的湿绝缘测试标准,但由于其湿绝缘电阻值接近24.5 MΩ的标准阈值,未来在现场运行中仍存在潜在的安全风险。功率衰减的主要原因是电势诱导衰减(PID),在施加1000...
解读: 该研究揭示的PID导致功率衰减问题对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要参考价值。研究发现1000V负压应力下PID导致高达99.57%功率损失,验证了我司1500V系统中PID抑制技术的必要性。湿热环境下的绝缘劣化风险提示iSolarCloud平台应强化预测性维护算法,通过IV曲线分析和EL图像识别...
利用光伏、光催化和热化学耦合的混合制氢系统实现高效全光谱太阳能收集
Hybrid hydrogen production system utilizing photovoltaics, photocatalysis, and thermochemistry for effective full-spectrum solar energy harvesting
Pei Li · Rujing Yan · Jing Zhang · Mou Wu 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年7月 · Vol.336
摘要 将太阳能转化为氢气为解决太阳能发电的间歇性问题并实现长期能量存储提供了一种有前景的解决方案。然而,当前基于光伏、光催化和热化学过程的制氢方法通常未能充分考虑太阳光谱中不同波段能量品质的差异,从而限制了其能量转换效率。针对这一问题,本文提出一种创新性的高效率制氢方法,通过集成上述三种技术路径,并优化太阳光谱能量的梯级利用。该方法将太阳光按紫外、可见光和红外波段进行分谱,分别驱动光热催化、光伏电解水以及甲醇重整反应,同时结合废热回收以进一步提升系统整体能效。为评估系统性能,建立了全面的运行仿真...
解读: 该全光谱制氢技术对阳光电源光储氢一体化解决方案具有重要启示。其光伏电解水部分可与SG系列逆变器及ST系列PCS深度耦合,通过MPPT优化提升光电转化效率;系统40.20%的太阳能制氢效率和68.01%的能源效率为我司PowerTitan储能系统与制氢装置的协同设计提供参考;光谱分级利用思路可应用于i...
高频无线电力传输技术特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on High-Frequency Wireless Power Transfer Technology
Fei Lu · Grant Covic · Shu Yuen Ron Hui · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
无线电力传输WPT技术在交通电气化、电网、消费电子、医疗和太空等众多新兴应用中日益关键。其非接触特性在脏污或超洁净、高温、水下、地下和外太空等恶劣环境条件下具有优势。当前WPT系统性能与开关频率、耦合度、初次级磁元件伏安需求和组件质量密切相关,这些是功率容量、功率密度和效率的关键决定因素。为提升WPT技术运行安全性和可靠性,抑制和消除高频磁场引起的电磁干扰EMI和电动势EMF问题至关重要。该特刊从74篇投稿中录用31篇,涵盖高频谐振变换器技术、高频电磁场约束与发射抑制、抗失调与传输距离增强、高频...
解读: 该高频WPT特刊对阳光电源无线充电技术发展有全面指导价值。特刊涵盖的多MHz IPT系统、SiC全桥逆变器和三相高频IPT系统与阳光新能源汽车OBC无线充电模块的技术路线一致。高频电磁场约束和EMI/EMF抑制技术为阳光无线充电产品满足安全标准提供了解决方案。抗失调和传输距离增强技术(圆柱螺线管耦合...
特刊主编寄语:电力电子在未来可再生能源和Power-to-X系统中的作用
Guest Editorial: Special Issue on Power Electronics Role in Future Renewables and Power-to-X Systems
Ahmed Abdelhakim · Dmitri Vinnikov · Jon Are Suul · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
2015巴黎协定和2023年IPCC气候变化报告将主要能源消费部门的脱碳列为首要任务,对当今能源系统提出了长期可持续能源生产和存储的重大挑战。氢能和Power-to-X(P2X)方案是最具前景的应对策略之一,可大量利用可再生能源并开辟绿色能源存储和运输的新途径。P2X是将电力转换为碳中和合成燃料(如氢气、合成天然气或化学品)的转换技术集合术语。电力电子在提升此类系统性能和降低最终产品成本方面发挥关键作用,需整合不同系统如各类可再生能源供电电解槽集群制氢并可能连接电网提供电网支持。
解读: 该P2X特刊主题与阳光电源氢能战略高度契合。阳光电源在电解槽变流器、氢能源管理系统和可再生能源制氢一体化解决方案方面具有技术积累。特刊涵盖的电力电子变换器及调制、直流和交流微电网控制、变换器分析建模、测量与保护四大主题与阳光ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和微电网解决方案的技术路线一致。文中提...
客座编辑特刊:面向零排放电动交通的电机驱动先进技术
Guest Editorial Special Issue on Advanced Technologies of Motor Drives for Zero-Emission E-Mobility
Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标,电动交通(e-mobility)迅速发展。然而,其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源,因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展,收录43篇高质量论文,涵盖提高能效的多种技术路径,推动电动交通可持续发展。
解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率;PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应;谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...
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