Yungeon Kim · Taehyun Kim · Inkyu Le · Jinwoo Parka1 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379

摘要 液态空气储能系统因其高能量密度和对地理条件的低依赖性，在储能领域受到了广泛关注。然而，尽管该技术在提升基于可再生能源系统的性能方面具有巨大潜力，其商业化进程仍受限于较低的往返效率。此外，尽管已有研究致力于解决这些局限性，但其对其他热力系统的依赖以及面临的环境挑战仍未得到有效解决。本研究提出了一种独立运行的液态空气储能系统，能够提供高效且可持续的综合能源解决方案，具备同时供应电力、供热和供冷的能力。此外，本文对该系统进行了全面的能效、㶲、经济性和环境性能评估。在额定工况下，该系统可输出118...

解读: 该液态空气储能系统的多能互补技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要启示。其80.56%往返效率和冷热电三联供模式,可与我司储能PCS的能量管理策略深度融合,通过优化GFM控制算法实现多场景能源调度。系统的碳捕集技术为工业园区综合能源解决方案提供新思路,可结合iSolarC...

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...

Lifeng WuLa LiGuozhen Shen · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46

热充电超级电容器（TCSCs）在热能的收集、转换与存储方面具有独特优势，为热能利用新策略的发展提供了可能。二维MXene材料被认为是一类极具前景的新型热电材料。本文报道了一种基于自组装柔性Ti3C2Tx MXene的TCSC器件，采用制备的Ti3C2Tx MXene作为电极，NaClO4/PEO凝胶作为电解质，并探讨了其工作机理。所制备的器件平均塞贝克系数达11.8 mV∙K⁻¹，在不同温差下均表现出良好的循环稳定性。多种实际应用演示表明，该器件是自供能集成电子设备的理想候选之一。

解读: 该MXene基热充电超级电容器技术对阳光电源储能系统和光伏产品具有重要应用价值。其11.8 mV·K⁻¹的塞贝克系数和柔性自组装特性，可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的热管理优化：利用功率器件（SiC/IGBT模块）运行时产生的废热进行温差发电，实现热能回收与辅助供电。该技术可集...

Binghui Lia · Wen Qiana · Xiaoze Duab · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 本研究探讨将退役燃煤电厂通过集成卡诺电池改造为长时储能系统的技术可行性。所提出的系统耦合高温热泵、双罐熔盐储热装置以及原有的汽轮机，构建了电–热–电闭环能量转换路径，实现了对现有基础设施的完全再利用。建立了详细的热力学模型，以评估不同工质和运行条件下系统的性能表现。结果表明，在适中压缩比下，氩气可实现最高的往返效率（59.67%），而二氧化碳则表现出更优的体积功率密度。㶲分析与敏感性分析表明，主要不可逆损失发生在熔盐蒸发器和热泵子系统中。为提高系统在变工况下的适应能力，提出了一种基于MAT...

解读: 该卡诺电池储能技术为阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统提供重要参考。研究中的电-热-电闭环路径与我司储能变流器的双向功率调节技术高度契合,59.67%的往返效率可通过优化PCS拓扑结构和GFM控制策略进一步提升。熔盐储能的长时储能特性与ST系列大容量储能方案形成互补,可拓展我司在火...

Kangrui Jiang · Zhongbei Tian · Tao Wen · Kejian Song 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 轨道交通脱碳已成为轨道交通行业未来发展的主要方向。氢燃料电池（HFC）列车因其零碳排放和较低的改造成本，成为具有竞争力的潜在解决方案。然而，由于氢气在储存、运输和利用方面面临的挑战，其成本较高，仍是制约HFC列车商业化的主要因素。温度对HFC的能量转换效率和寿命具有显著影响，其热管理要求比内燃机更为严格。现有的HFC列车能量管理系统（EMS）通常忽略了HFC温度变化对能量转换效率的影响，难以根据环境动态条件实现能量与热管理的实时平衡控制。为解决这一问题，本文提出一种基于深度强化学习（DRL...

解读: 该深度强化学习能量-热管理协同优化技术对阳光电源氢能及储能系统具有重要借鉴价值。其MDP建模与双深度Q学习算法可应用于ST系列PCS的多能源协调控制,实现电池SOC动态平衡与温控优化。该方法在充电站EV Solutions中可优化充电功率分配,降低设备热应力;在PowerTitan储能系统中可提升变...

Yu Xu · Jianhui Zhao · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300

提出了一种集成混合储能的综合能源系统（H-IES），用于向典型的能源消费中心（ECC）同时供应电力、热能和冷能。该系统集成了风电-太阳能发电、双有机朗肯循环（DORC）、喷射式制冷循环（ERC）以及基于热能/氢气/CO2的储能技术。与传统的有机朗肯循环（ORC）相比，DORC在高温条件下表现出更优的热经济性能，其中甲苯被确定为最优的工作流体。参数分析表明，设计参数之间存在强烈的非线性与耦合关系，凸显了在效率、成本和储能规模之间进行权衡的必要性。结果表明，在四种元启发式算法中，灰狼优化器（GWO）...

解读: 该风光储多能互补系统对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要参考价值。研究中的混合储能(热/氢/CO2)协同优化策略可应用于我司储能PCS的多时间尺度能量管理算法,通过GWO优化算法提升系统经济性(NPV达1.22亿美元)。系统将可再生能源波动率从10.31%降至8.37%...

宋元明周星刘亚杰黄旭程金光 · 中国电机工程学报 · 2025年17月 · Vol.45

针对锂离子电池在低温下性能骤降难以满足高功率脉冲负载需求的问题，提出一种被动式锂离子电池-超级电容器混合储能系统的多目标联合优化方法。建立电-热-老化耦合模型以准确表征低温动态特性，构建以系统重量和最低工作温度为目标的联合优化模型，并采用NSGA-II算法求解。案例研究表明，在-40℃时混合储能系统质量较单一电池方案降低44.18%，平均单次脉冲成本和预热时间分别仅为后者的52.50%和35.63%，综合性能显著提升。

解读: 该电-热-老化耦合建模与多目标优化技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan大型储能方案具有重要应用价值。研究提出的锂电池-超级电容混合储能架构可直接应用于高寒地区储能项目，通过精确的电热耦合模型优化低温预热策略，可显著降低ST储能变流器在极寒工况下的启动能耗。多目标优化方法（系统重量与工...

Huawei Liu · Yongqing Zhang · Qianghui Xu · Wei Han 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 长期储能与高效率的卡诺电池系统对未来碳中和能源体系的发展至关重要。本文提出一种集成CaO/Ca(OH)₂热化学储能、超临界CO₂布雷顿发电与热泵循环以及部分工业余热的卡诺电池系统。该系统通过有效转换热能、化学能与电能，不仅能够利用过剩电力，还可提供住宅供暖，并实现按需向电网再生电力。基于差分进化算法与HEATSEP框架，构建了多层次优化工作流程，以优化传热过程与运行条件，从而获得能量方面最优的系统构型。优化后的系统表现出优异的性能指标，能量效率达到49.19%，㶲效率为40.48%，往返效...

解读: 该卡诺电池系统结合热化学储能与超临界CO2循环,对阳光电源长时储能技术具有重要启示。其71.52%往返效率和热电联供模式可应用于ST系列储能系统优化,特别是工业园区场景。超临界CO2循环的高效能量转换理念可借鉴至PowerTitan液冷系统热管理设计。多级优化算法框架对iSolarCloud平台的储...

Maziyar Sabet · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

开发具有电化学传感与能量存储双重功能的电极材料，对推动可穿戴和便携式电子设备的发展至关重要。本研究采用氮和硫共掺杂策略调控石墨烯的理化性质，以实现其在多功能应用中的性能优化。共掺杂石墨烯具有236 m²/g的比表面积、高缺陷密度以及改善的电导率，有利于离子的有效传输和电荷存储。结构表征证实了两种掺杂元素成功引入碳晶格，并导致晶格内部产生无序结构。电化学测试结果表明该材料兼具传感和电容行为。在传感应用方面，该材料对对苯二酚的检测表现出1–150 µM的线性范围，检测限低至0.28 µM。这些优异性...

解读: 该氮硫共掺杂石墨烯技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其280 F/g比电容、42 Wh/kg能量密度及95%循环稳定性,可启发ST系列PCS的辅助储能单元优化。集成传感功能可应用于PowerTitan电池管理系统,实现电解液状态实时监测。水热合成工艺的可规模化特性契合储能产品制造需求。该材料的...

Yongyi Huang · Junchao Cheng · Xunyu Liang · Minliang Tengd 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 随着全球向可再生能源的转型不断加速，可扩展且可持续的能量存储技术正变得日益重要。本研究提出了一种浮力储能系统（Buoyancy Energy Storage System），这是一种通过将浮体浸入流体中以储存多余能量，并通过控制其上升过程将重力势能转化为电能的新型方法。基于能量守恒原理和理想气体定律，本文推导了在液体和气体环境中，变体积与定体积浮体的能量储存的解析关系式。在液体中，柔性浮体的能量容量与内部气体量呈正相关，与下潜深度呈负相关；而刚性浮体储存的能量则与体积和深度成正比。在空气中...

解读: 该浮力储能系统作为新型物理储能技术,对阳光电源PowerTitan等大规模储能解决方案具有战略参考价值。其模块化设计理念与我司ST系列PCS的分布式架构高度契合,可探索混合储能系统集成。系统的能量管理算法可借鉴至iSolarCloud平台,优化海上风电场景的储能调度策略。虽然当前成本较高(1088-...

Ronghe Wang · Panpan Song · Mingshan Wei · Ran Tian 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

固体氧化物燃料电池（SOFC）与储能机制的集成是实现能源基础设施转型以及节能减碳的关键方法。当与储能方案相结合时，SOFC能够实现动态功率输出调节，从而灵活匹配昼夜变化的电力需求。本研究首次提出将一种基于二氧化碳液化循环的新型二氧化碳电池应用于SOFC发电系统中。建立了结合热能回收的液态二氧化碳电池与SOFC系统的数学模型，并通过能量和㶲分析对系统性能进行了全面评估。参数敏感性分析结果表明，液态二氧化碳电池可实现最高62.88%的往返效率和14.26 kW·h/m³的能量存储密度，说明其在往返效...

解读: 该液态CO2储能技术为阳光电源储能系统提供创新思路。其62.88%往返效率和14.26kW·h/m³能量密度特性,可与ST系列PCS协同优化。SOFC动态负载管理经验可借鉴至PowerTitan储能系统的削峰填谷策略。多相流换热器的冷却水流量调控机制,对提升储能系统热管理效率具有参考价值。建议在iS...

Wei Liab · Lianjie Zhang · Qiuwang Wangb · Kai Zhaoc 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.339

摘要 为支持可再生能源的并网，亟需具备地理适应性强、大规模、长时储能能力的储能解决方案，这凸显了传统热储能系统的关键局限性。为实现高能量密度和高品质热能提升，本文提出一种新型由气源能量驱动的朗肯-卡诺电池系统，该系统采用级联式盐水合物热化学储能（TCES）模块，以提高能量密度、往返效率及经济可行性。针对两种储能构型——增压辅助热化学储能和增压辅助级联热化学储能结合冷凝热回收——开展了系统的综合建模与技术经济性评估。结果表明，后者具有更优的热力学性能，其往返效率显著达到67.73%，㶲效率为71....

解读: 该Rankine-Carnot电池技术为阳光电源储能系统提供重要参考。其67.73%往返效率和0.214$/kWh平准化成本与ST系列PCS性能指标形成互补,盐水合物热化学储能的高能量密度(136.38kWh/m³)可启发PowerTitan系统热管理优化。压缩机-膨胀机占比超50%投资的分析,对储...

Freerk Klasin · Marco Prenz · Thomas Bauer · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要：储能对于风能和光伏等可再生能源按需发电至关重要。利用热能储存（TES）技术对化石燃料电厂进行改造，为大规模电网储能提供了一种具有成本效益的解决方案。本文探讨了采用改进型硝酸盐熔盐技术将超临界燃煤电厂改造为高灵活性电网储能系统的技术路径。目前最先进的TES系统受限于最高工作温度（不超过560°C），因为更高温度会导致硝酸盐分解。而超临界蒸汽发电厂为实现最佳效率需要超过600°C的蒸汽温度。为解决这一矛盾，可通过封闭式气体处理系统将硝酸盐分解产生的气态产物保留在储热系统内部，从而在高达620°...

解读: 该620°C硝酸盐储热技术为阳光电源PowerTitan等大规模储能系统提供重要参考。通过热能存储实现10小时以上长时储能,与ST系列PCS形成互补方案。燃煤电厂改造的灵活性调度需求,可结合GFM控制技术和iSolarCloud平台实现源网荷协同优化。单罐热斜温层系统降低18%成本的思路,启发阳光电...

Yan Yan · Zepeng Liu · Liping Zeng · Wenjing Liab 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340

摘要 为应对太阳能间歇性和不稳定的特性，将太阳能系统与相变潜热蓄热单元相结合是一种有前景的解决方案。本研究针对民用应用设计了一种新型三明治螺旋结构的太阳能相变蓄热系统。首先，研究了该结构对蓄热单元内部温度场的影响；其次，比较了不同辐射面积及不同气象因素对该太阳能相变蓄热系统的影响；最后，对系统进行了热力学分析。实验结果表明，相同尺寸下，三明治螺旋结构的熔化速率为双螺旋结构的45%，且熔化速率均匀，无明显的熔化缓慢相变区域。太阳能辐射面积越大，恒温水箱中的蓄热量越多，升温速度越快。在气象因素（太阳...

解读: 该太阳能相变储热技术对阳光电源户用储能系统具有重要参考价值。研究中的三明治螺旋结构可启发ST系列PCS的热管理优化设计,其38.5%的能量效率和均匀相变特性为PowerTitan储能系统的温控策略提供理论依据。结合SG系列户用光伏逆变器,可开发光伏-储热-储电混合系统,通过iSolarCloud平台...

Ziqing Zhang · Keyan Maab · Yuzhu Chen · Kaifeng Yangb 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 全球能源需求随着工业扩张和生活水平提高持续攀升，亟需高效整合可再生能源。本研究提出一种太阳能-风能-燃气混合冷电联供系统，结合多设备协调机制与电能/冷能双重储能，以应对可再生能源的波动性及负荷需求的时变性。通过实施需求响应策略，该系统优化各设备的运行调度，在实现供需平衡的同时最小化运行成本。进一步采用㶲-环境成本方法，对不同能量品位的产品进行差异化定价，量化其特定产品成本。结果表明，集成风力发电机与光伏/热综合利用装置显著降低了系统成本，电力和制冷的单位价格分别为0.134美元/kWh和3...

解读: 该多能互补系统研究对阳光电源ST储能系统与SG光伏逆变器协同优化具有重要参考价值。论文提出的电/冷双储能架构可指导PowerTitan储能系统在工商业场景的需求响应策略开发,通过多设备协调调度降低运行成本8.97%的成果验证了iSolarCloud平台智能调度算法的优化方向。光伏光热一体化设计启发S...

Hua Li · Yong Zhang · Yanping Yuan · Mingke Hu · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 热化学储能可为太阳能热利用提供高密度的季节性储热，然而传统的单盐反应器存在充电效率低和放电持续时间短的问题。为克服这些局限性，本研究提出一种多盐分层反应器，其中三种水合盐——溴化锶、蛭石-氯化钙复合材料和碳酸钾——按照充电温度由高到低的顺序排列。该分层结构利用各盐种不同的热力学特性，实现分阶段能量储存和延长的热量释放过程。在COMSOL Multiphysics中建立了耦合传热与传质的模型，用于模拟在变化的太阳能驱动入口温度条件下反应器的运行性能。在此类工况下，反应器达到平均90%的盐转化...

解读: 该多盐分层热化学储能技术为阳光电源储能系统提供了长周期热能存储新思路。其85.30%充能效率和1400分钟放热时长,可与ST系列PCS结合,构建光热-电化学混合储能方案,解决季节性能量平衡难题。分层配置的温度梯度控制理念可借鉴至PowerTitan液冷系统优化,通过分区温控提升电池寿命。该技术特别适...

Jiaxing Lia · Jingrong Oua · Shaohong Zenga · Long Chena 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 浸没式冷却（IC）是一种有效的电池热管理策略。然而，在过充条件下，针对大容量磷酸铁锂（LFP）电池，其化学相容性以及对热失控（TR）抑制效果的定量影响仍缺乏充分的实验验证。本研究设计了三种冷却模式：完全浸没（FI）、非浸没安全阀（NISV）和完全非浸没（NI）。实验结果表明，FI模式通过限制电池最高温度和温升速率，显著抑制了热失控的发生。特别是在1/3充电倍率（C）条件下，FI模式可完全避免热失控，最高温度被控制在110.45 °C，最低温升速率为0.15 °C/s。此外，在1/3C过充条...

解读: 该浸没式冷却技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究验证了液冷技术在磷酸铁锂电池过充场景下可将温升速率降至0.15°C/s,完全抑制热失控,危险评分降低78%。可直接应用于PowerTitan等大型储能系统的热管理优化,结合ST系列PCS的过充保护策略,提升电网侧储能安全等级。该量化指标体系为i...

Mao Liu · Xiangyu Kong · Jijian Lian · Jimin Wang 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384

摘要 大规模风电和光伏电力的接入给电力系统的运行带来了显著的不确定性。为提升系统的经济性和可靠性，本文研究了包含级联抽水蓄能（CPHES）系统和直流输电的多能源电力系统的协调日前调度问题。本文提出了一种联合优化模型，旨在最小化系统总运行成本及可再生能源弃电惩罚，显式考虑了CPHES的灵活调节能力、直流输电的功率损耗以及各类运行约束。为有效应对风电和光伏发电预测中的不确定性，本文构建了一种基于矩信息的新型两阶段分布鲁棒优化（DRO）调度方法。该方法通过构造包含均值、方差和偏度信息的矩型模糊集，有效...

解读: 该分布式鲁棒优化调度技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。论文中梯级抽水蓄能与直流输电协调调度的思路,可直接应用于ST系列PCS与PowerTitan储能系统的多场站协同控制策略。基于矩信息的两阶段DRO方法能有效处理光伏出力不确定性,可集成到iSolarCloud平台的日前调度模块,提升SG系列...

Zili Chen · Zhaoyuan Wu · Lanyi Wei · Linyan Yang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.390

摘要 可再生能源（RE）与储能系统（ESS）的协调发展对于低碳转型至关重要。除了最优规划方案外，理解规划结果背后的深层原因对于提升决策透明度与可靠性同样关键。本研究探讨了在不同脱碳阶段中可再生能源与中长期储能（MTES）之间协同关系的演变过程，提出了一种可解释的分析框架，用于归因并分析影响规划结果的关键因素。通过采用随机森林（Random Forest, RF）方法，该框架识别出在不同边界条件下（如碳排放限额、资源禀赋和经济约束）驱动可再生能源—储能协同效应的核心因素，从而深入揭示时间与空间因素...

解读: 该研究对阳光电源储能规划具有重要指导意义。研究揭示长时储能(LDES>100h)在新能源富集区域的季节性平衡价值,与PowerTitan液流储能系统的应用场景高度契合;短时储能在火电主导区域应对日内波动的需求,可通过ST系列PCS的快速响应能力实现。随机森林可解释性框架可集成至iSolarCloud...

Mafalda Gil · Fátima Pedros · Teresa Paiva · Isabel Figueir 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.298

本研究重点探讨了两种不锈钢——奥氏体AISI 316L和铁素体AISI 430，在650 °C下长期暴露于LiNaK碳酸盐共晶混合物中的腐蚀速率及腐蚀机理。选择这两种不锈钢是基于它们在固有特性以及各自相关成本方面的差异。研究还强调了优化用于评估腐蚀速率的除垢方法的重要性。根据ISO 17245:2015标准，采用重量法测量腐蚀速率，结果显示两种钢均表现出渐近型腐蚀行为：经过2000小时的试验后，AISI 430的腐蚀速率为237 ± 21 µm，而AISI 316L为151 ± 13 µm。通过...

解读: 该研究对阳光电源光热储能系统具有重要参考价值。LiNaK碳酸盐作为高温储热介质(650°C)的耐腐蚀性分析,可指导PowerTitan等大型储能系统在光热电站(CSP)应用中的材料选型。AISI 430钢配合防护涂层的经济性方案,为ST系列PCS的热管理系统及储热罐体设计提供成本优化思路。研究中的长...