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海水抽水系统中的高效能源管理：太阳能混合与储能需求优化
Efficient Energy Management in Seawater Pumping Systems: Solar Hybridization and Storage for Demand Optimization
Franco Cekalovic · Daniel Sbarbaro · Luis Moran · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
本文研究了基于经济模型预测控制（EMPC）的需求侧管理（DSM）策略在优化海水抽水系统运行中的应用，重点关注太阳能与电池储能的整合。该研究同时考虑了实时电价（RTP）和最大需量（MD）两种电价类型。所提出的模型将蓄水池、光伏（PV）能源和电池相结合，以实现负荷转移和管理峰值需求。针对一个并网抽水系统分析了四种情景：利用蓄水池进行负荷转移；利用蓄水池和光伏能源进行负荷转移；利用蓄水池和储能设备进行负荷转移；利用蓄水池、储能设备和光伏能源进行负荷转移。对一个大型矿山供水泵站的模拟结果表明，通过利用蓄...
解读: 该EMPC需求侧管理技术对阳光电源光储一体化解决方案具有重要应用价值。研究中的动态调度策略可直接应用于ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同控制，通过经济模型预测实现储能系统充放电优化与光伏出力预测性调度。海水抽水场景的负荷时移优化思路可拓展至PowerTitan大型储能系统在工商业用户侧的削...
净零碳建筑中季节性热能储存的实验与计算研究
Experimental and Computational Study of Seasonal Thermal Energy Storage in a Net-Zero Carbon Building
Ildar A. Sultanguzin · Vladislav Y. Chaikin · Tserendorj Tsetsgee · Yuri V. Yavorovsky 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
本研究对用于为节能住宅供暖的地下热能储存（TES）系统的季节循环进行了实验研究。该分析基于实验连续两年的测量数据。可再生能源可持续发展的关键因素在于通过解决太阳能活动的季节性和不稳定性问题，提高太阳能热能的利用效率。根据研究工作的结果，对住宅系统热能的产生和消耗监测结果进行了分析。通过使用热泵（HP）、热能储存系统（TES）和太阳能集热器（SC），住宅供暖和生活热水供应的电能消耗从 2021 年的 5180 千瓦时降至 2023 年的 3050 千瓦时，降幅达 41%。将热能储存系统（TES）和...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于季节性地下热储能系统的研究为我们的综合能源解决方案提供了重要的技术参考价值。该研究实现了从2021年到2023年供暖和热水供应能耗降低41%，并最终达成净零碳排放，充分验证了多能互补系统的可行性。 该项目的技术架构与阳光电源的业务布局高度契合。研究中光伏系统、热泵...
光伏-热系统与地源热泵在供暖主导地区集成的技术经济分析
Techno economic analysis of integrating photovoltaic-thermal systems in ground-source heat pumps for heating-dominated regions
Yubo Wang · Zhenhua Quan · Yaohua Zhao · Gary Rosengarten 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 地源热泵以其高能效和减少碳排放的潜力而著称。然而，在以供暖为主的地区，冬季和夏季期间钻孔换热器与土壤之间的热交换不一致，导致土壤热失衡问题。为应对这一挑战，本研究探讨了将光伏-热（PVT）板作为辅助热源与地源热泵集成的可行性，并评估其在不同供暖主导地区的适用性。通过构建MATLAB与TRNSYS联合仿真模型，对不同热源组合下的系统性能进行了评估。本研究深入分析了该集成系统在多种配置及不同冷热负荷比条件下的应用前景，同时对其能效、经济可行性和环境效益进行了综合评价。结果表明，引入光伏-热系统...
解读: 该PVT-地源热泵耦合技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要启示。研究证实PVT系统可提升热泵COP达6.5%并解决土壤热失衡问题,这与我司ST系列储能变流器的能量管理策略高度契合。建议将SG系列光伏逆变器的MPPT优化技术与热电联供场景结合,通过iSolarCloud平台实现光伏发电、余热回收与储...
考虑跨季节钻孔热能储存的混合可再生能源-CCHP系统容量优化规划
Optimal Capacity Planning of Hybrid Renewable Energy - CCHP System Considering Inter Seasonal Borehole Thermal Energy Storage
Yuan Du · Yixun Xue · Lei Chen · Mohammad Shahidehpour 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年5月
冷热电三联供（CCHP）系统能源利用效率高，通常超过80%。然而，传统CCHP依赖微型燃气轮机，导致碳排放问题。本文设计了一种混合可再生能源-CCHP系统，电力负荷由光伏与风电提供，冷热负荷通过热泵电转热满足。针对可再生能源的季节性波动，引入钻孔热能储存（BTES），将夏季多余能量储于地下供冬季使用。构建了基于决策相关不确定性的两阶段鲁棒优化模型，并采用改进的Benders分解算法求解。通过中国鄂尔多斯实际案例验证方法有效性，分析了BTES集成、不确定性预算及可再生能源比例的影响。
解读: 该混合可再生能源-CCHP系统与阳光电源多产品线深度契合。钻孔热能储存（BTES）的跨季节储能理念可启发ST系列储能系统开发长周期储能解决方案，突破现有电化学储能的时长限制。两阶段鲁棒优化模型可直接应用于PowerTitan大型储能系统的容量配置优化，提升光伏-风电-储能混合系统的经济性。热泵电转热...
基于氮化镓的单级三相并网光伏逆变器的设计与验证
Design and Verification of a GaN-Based, Single Stage, Grid-Connected Three-Phase PV Inverter
Orkhan Karimzada · Giulio De Donato · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本研究介绍了一款基于氮化镓（GaN）的三相光伏（PV）逆变器的研发情况，重点关注氮化镓技术在太阳能应用中的可行性、可靠性和效率。该研究系统地探索了氮化镓场效应晶体管（FET）的应用，特别是其在提高光伏系统效率和功率密度方面的作用。通过全面的实验和设计优化，确定了一种有前景的逆变器拓扑结构并进行了深入分析，最终制成的样机实现了高达 96% 的峰值效率。研究的关键内容包括对氮化镓场效应晶体管的性能进行基准测试、设计并测试用于并网的 LCL 滤波器、考虑三相逆变器的印刷电路板（PCB）设计，以及从功率...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN（氮化镓）技术的三相光伏逆变器研究具有重要的战略参考价值。该研究实现的96%峰值效率虽然与我司现有高端产品相当，但其核心价值在于通过GaN器件显著提升了功率密度，这直接契合我们在分布式光伏和户用储能领域对小型化、轻量化产品的迫切需求。 从技术成熟度评估，该研...
面向并网型电动汽车充电站的实时能量管理系统
Real-time Energy Management System for Grid-tied Electric Vehicle Charging Station Integrated with Photovoltaic and Energy Storage System
Amit Kumar Pandit · Bhavesh R Bhalja · Jeevanand Seshadrinath · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月
本文提出了一种用于商业电动汽车充电站（EVCS）的实时能量管理系统（EMS），该系统集成了混合逆变器，以管理来自光伏（PV）、电网和储能系统（ESS）的电力供应。所提出的EMS能够在考虑系统动态特性（如恒流（CC） - 恒压（CV）充电、电动汽车（EV）和ESS的爬坡约束）的同时，使运营成本最小化。此外，该EMS提出了ESS退化模型，以减少电池损耗。所提出的EMS被建模为一个三层优化问题，旨在解决光伏和EV负荷预测误差的同时，在电网、光伏和ESS之间进行电力调度。它采用自适应滚动时域（ARH）进...
解读: 该实时能量管理系统对阳光电源光储充一体化解决方案具有重要应用价值。研究中的多源协调控制策略可直接应用于ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同优化，提升PowerTitan储能系统在充电站场景的经济性。所提出的实时调度算法可集成至iSolarCloud云平台，增强智能运维能力，实现基于电价信号的...
电池电动汽车能耗的实车分析：环境温度与热管理系统运行的影响
Real-world analysis of energy consumption in a battery electric vehicle: Effects of ambient temperatures and thermal management system operation
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...
优化半透明光伏建筑一体化窗户以平衡办公建筑中的采光与太阳能性能
Optimizing semi-transparent BIPV windows for balanced daylighting and solar energy performance in office buildings
Keming Zhao · Zhonghua Gou · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.287
摘要 建筑立面，尤其是窗户，在室内照明和太阳能利用方面起着关键作用。然而，传统窗户往往难以在自然采光与能耗表现之间实现良好平衡，而半透明建筑集成光伏（BIPV）技术为此提供了有前景的解决方案。尽管如此，针对办公空间中兼顾能量采集、采光充足性及眩光控制的半透明BIPV窗户设计优化研究仍较为有限。本研究提出一个多目标优化框架，用于设计半透明建筑集成光伏（BIPV）窗户，以在办公建筑中实现能效、采光量与眩光控制之间的平衡。通过对中国武汉某校园内一栋办公楼的案例研究，构建了一个参数化模型，用以调控光伏窗...
解读: 该BIPV半透明光伏窗优化研究对阳光电源SG系列组串逆变器及智能建筑解决方案具有重要价值。研究中多目标优化框架可与我司MPPT算法协同,针对建筑立面复杂遮挡场景实现发电效率最大化。年发电5508.86kWh的案例验证了BIPV与储能系统集成潜力,ST系列PCS可配合实现昼夜能量平衡调度。建议将该优化...
含分布式光伏接入的配电网中交直流共传输系统的故障分析
Fault analysis for simultaneous AC-DC power transmission in distribution system integrated with distributed PV generation
Jiahao Zhang · Zitao Liaoa · Youzhuo Zheng · Xiao Zhong 等8人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.302
摘要 交直流同时传输技术不仅能够提高线路的输电容量，还能缓解现有配电网供电能力不足的问题。此外，通过取消能量转换设备，可实现对可再生能源的高效利用。因此，在含分布式光伏发电的配电网中应用交直流同时传输技术具有广阔的应用前景。然而，由于交直流共传系统具有特殊的结构，其故障特性十分复杂，可能导致传统的保护策略失效，而目前针对此类系统的故障分析研究仍较为有限。与现有研究主要聚焦于独立交流或直流系统、或基于电压源换流器（VSC）的混合交直流系统的故障分析不同，本文开展了针对交直流共传系统的综合性故障分析...
解读: 该交直流混合输电技术对阳光电源分布式光伏系统具有重要价值。研究揭示的故障特性分析可直接应用于SG系列逆变器的保护策略优化,特别是单相接地故障下的直流侧过电压抑制方法,可提升1500V高压系统安全性。交直流协同传输架构与ST系列储能变流器的双向功率控制技术高度契合,有助于开发新型配电网柔性互联方案。建...
考虑中国典型特大城市的立面因素的建筑一体化光伏能源-经济-环境综合评价
Energy-economy-environment evaluation of building-integrated photovoltaic considering facade factors for representative megacities in China
Zhe Yu · Cuiying Chen · Duo Lou · Jingjing Jiang 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389
尽管城市高层建筑立面接收到的太阳辐射量低于屋顶，但由于其面积更大，其潜在的能源输出仍然可观。本研究对中国典型气候区内的十座特大城市开展了建筑一体化光伏（BIPV）潜力的能源-经济-环境（3E）综合评估，并探讨了BIPV与电动汽车（EV）协同作用对城市可持续发展的意义。分析结果表明，BIPV系统，包括屋顶光伏（RPV）系统和朝南立面光伏（FPV）系统，可对城市电力供应做出显著贡献。具体而言，RPV系统可满足城市电力需求的29.10%。此外，在BIPV贡献较低的城市中，FPV系统作为关键基础设施，可...
解读: 该研究对阳光电源BIPV解决方案具有重要指导意义。研究表明RPV+FPV系统可提供城市29.10%电力需求并减排35.50%,验证了SG系列组串式逆变器在建筑立面应用的价值。BIPV-EV协同消纳9.78%过剩电力的发现,为阳光电源整合PowerTitan储能系统、充电桩产品与iSolarCloud...
光伏-热电混合系统的综合优化
Comprehensive optimization of photovoltaic-thermoelectric hybrid systems: Experimental analysis of cooling methods, photovoltaic strategies, and their synergistic effects
Chang Wanga · Guoqing Zhang · Yaohui Wanga · Lei Songa 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.298
摘要 目前，光伏-热电（PV-TEG）混合系统因其能够利用光伏废热提升发电效率而受到广泛关注，但其整体能量转换效率仍相对较低。现有研究多采用单一优化方法，缺乏系统性与协调性的优化策略，限制了PV-TEG系统整体效率的提升。为解决这一问题，本文提出一种新的综合优化框架，该框架包含四个模块，将系统划分为“光伏优化模块、光伏模块、热电模块和冷却模块”，通过系统性地结合光伏优化与冷却策略，构建集成优化的PV-TEG系统。首先，通过实验对比不同冷却方法，分析了这些方法对光伏模块温度、热电模块温差以及系统输...
解读: 该PV-TEG混合系统综合优化研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及智能运维具有重要价值。研究中的温度控制与功率优化策略可直接应用于我司MPPT算法改进,通过实时温度监测动态调整工作点,提升组件发电效率。四模块集成优化框架为iSolarCloud平台的预测性维护提供新思路,可结合辐照度波动数据优化系统长...
基于卷积神经网络和遗传算法的BIPV曲面屋顶体育馆碳减排优化方法
Carbon reduction optimization method for BIPV curved-roof gymnasiums based on CNN and genetic algorithms
Haoqi Duan · Yu Dong · Kuntong Huang · Ruinan Zhang · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.286
摘要 随着建筑一体化光伏（BIPV）技术的发展，其在曲面建筑表皮上的应用逐渐成为可能，利用体育馆大面积未占用屋顶安装光伏系统所带来的碳减排效益正受到越来越多关注。尽管已有研究对不同类型曲面屋顶体育馆的能耗、光伏发电量及二氧化碳排放进行了比较，但曲面几何形态影响上述三项指标的作用因素与机制仍不明确。本研究分别模拟了500组具有凸形、凹形、双曲形和自由形态屋顶的体育馆的能源使用强度（EUI）、太阳能发电强度（SEGI）和碳排放强度（CEI），并对四种曲面屋顶体育馆的EUI、SEGI与CEI之间的相关...
解读: 该BIPV曲面屋顶碳减排优化研究对阳光电源SG系列光伏逆变器和iSolarCloud平台具有重要应用价值。研究通过CNN和遗传算法优化曲面屋顶几何参数,最高可实现6.5%的碳排放强度降低,为我司MPPT优化技术在复杂曲面场景的应用提供理论支撑。建议将该几何优化算法集成至iSolarCloud智能运维...
用于提升光伏/热能系统效率的智能建模与设计框架
Smart modeling and design framework for efficiency enhancement in PV/T energy systems
Faridoddin Hassani · Aref Khorrami · Ali Golshani · Afshin Kouhkord 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301
摘要 全球能源需求不断增长，化石燃料日益枯竭，加之环境问题受到越来越多的关注，这些因素共同推动了向可再生能源转型的必要性。在众多可再生能源技术中，太阳能因其资源丰富且可持续性强而成为最具前景的选项之一。在光伏/热能（PV/T）系统中，多余的热量被传递给空气或水等冷却介质，以调节电池的工作温度。本文提出了一种智能化且可调控的框架，用于高效PV/T热力系统的设计。该框架首先构建PV/T单元的参数化设计，随后建立实验设计（DoE）模块。在当前模型中，参数化设计包含三个变量，并采用了面心中心复合设计方法...
解读: 该PV/T智能优化框架对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要参考价值。研究通过机器学习算法实现电效率从12.4%提升至13.2%,其多目标优化思路可应用于我司MPPT算法改进和热管理设计。特别是Reynolds数与Nusselt数的关联分析,可指导逆变器散热系统优化,降低功率器件温升,提升SiC/IG...
基于直接进气设计的质子交换膜燃料电池集成推进系统的飞行验证
The flight verification of an integrated propulsion system powered by PEMFCs with direct airflow intake design
Kehan Zhoua1 · Gonghe Zhanga1 · Haifei Bai · Yiming Wang 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 推进与动力系统对无人机（UAV）的性能至关重要。随着以质子交换膜燃料电池（PEMFC）为动力的电推进系统快速发展，无人机推进与动力系统的技术创新不断推进。本研究开发了一套1.5 kW、采用直接进气设计的PEMFC集成推进系统（北航氢-1），并在翼展为3.6 m的无人机上进行了飞行试验验证。该推进系统可直接利用螺旋桨后方的来流空气为PEMFC阴极提供反应气体和冷却作用，同时将PEMFC产生的电能用于驱动螺旋桨。推进系统中还集成了DC-DC模块和锂离子电池组，以稳定输出电压，并在起飞、过渡和降...
解读: 该PEMFC无人机推进系统的DC-DC模块与锂电池混合架构、动态分配能源管理策略,对阳光电源EV驱动系统及储能产品具有重要借鉴价值。其1.5kW燃料电池与锂电池协同工作模式,类似我司OBC充电机和储能PCS的功率调配逻辑。直接气流进气冷却设计可启发ST系列PCS的散热优化。动态响应策略可应用于Pow...
混合动力与低碳燃料对重型卡车的技术经济与环境影响
Techno-economic and environmental impacts of hybridization and low-carbon fuels on heavy-duty trucks
Kangjie Liu · Zhiyu Han · Junbo Zhang · Ziwei Tang 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332
摘要 重型卡车在汽车领域中占据了相当大比例的石油消耗和二氧化碳排放。然而，其向低碳可再生能源的转型进程却落后于乘用车。本研究系统评估了多种低碳燃料动力系统及燃料-电力混合系统在重型长途卡车上的性能、能耗、全生命周期成本（TCO）以及油井到车轮（WTW）的二氧化碳排放表现。所考虑的燃料包括液化天然气（LNG）、甲醇、氢气和电能，而评估的混合系统构型则涵盖串联式、并联式和混联式。首先对这些柴油-电力混合系统的结构参数进行了优化，以提升其性能与成本效益。结果表明，混联式设计为最有效的构型，并被进一步应...
解读: 该研究揭示重卡混合动力与低碳燃料的协同减排路径,对阳光电源充电桩及储能业务具有战略价值。研究证实电池-燃料混合系统优于纯内燃机,验证了阳光电源充电站配套储能系统的市场潜力。氢能与甲醇重卡的TCO分析表明,需通过可再生能源制氢/醇降低全生命周期碳排,这与阳光电源光伏-储能-制氢一体化解决方案高度契合。...
大尺寸Co2+:ZnGa2O4单晶的生长与光学特性
Growth and optical properties of large-sized Co2+:ZnGa2O4 single crystal
Zhengyuan Li1Jiaqi Wei2Yiyuan Liu1Huihui Li1Yang Li1Zhitai Jia1Xutang Tao1Wenxiang Mu1 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
四面体位点的Co²⁺离子在可见及近红外区域具有强吸收，有望用于1.5 μm人眼安全波长的被动调Q固体激光器。本文采用垂直梯度凝固法生长出体积约20 cm³的大尺寸高质量Co²⁺:ZnGa₂O₄晶体。XRD分析表明晶体为纯尖晶石相，半高宽仅58角秒；EDS测得Co²⁺浓度为0.2 at.%；光学带隙为4.44 eV。吸收光谱显示550–670 nm和1100–1700 nm处的吸收带分别对应于⁴A₂(⁴F)→⁴T₁(⁴P)和⁴A₂(⁴F)→⁴T₁(⁴F)跃迁，表明Co²⁺占据Zn²⁺四面体位。基态...
解读: 该Co²⁺:ZnGa₂O₄单晶材料虽属激光调Q器件领域，但其宽禁带半导体特性（4.44 eV带隙）对阳光电源功率器件研发具有参考价值。尖晶石结构的高晶体质量（XRD半高宽58角秒）和垂直梯度凝固法生长工艺，可启发SiC/GaN宽禁带器件的晶体缺陷控制技术。材料在近红外区域的强吸收特性，对光伏逆变器中...
基于数值模拟与机器学习建模优化住宅用质子交换膜燃料电池微型热电联产系统中的氢气储存
Optimization of hydrogen gas storage in PEM fuel cell mCHP system for residential applications using numerical and machine learning modeling
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...