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局部阴影遮挡下太阳能电池-超级电容一体化阵列功率补偿及其动态阵列重构
Power Compensation and Dynamic Array Reconfiguration of Solar Cell-Supercapacitor Integrated Arrays under Partial Shading Conditions
杨洪明 · 刘璐雨 · 段献忠 · Archie 等7人 · 高电压技术 · 2025年7月 · Vol.51
针对局部阴影导致光伏阵列输出功率下降、行电流不均及P-U特性多峰等问题,提出太阳能电池-超级电容(SCS)一体化阵列方案,结合SCS器件与动态重构拓扑。基于超级电容充放电特性,设计行电压闭环控制策略,以最大化输出功率为目标,通过开关矩阵调节SCS与光伏阵列连接方式,实现对阴影电池的功率补偿与电流均衡。建立9×9 SCS仿真模型,在四种云层阴影模式下对比TCT、静态与动态重构及SCS方案。结果表明,SCS阵列填充因子达77.4%,功率损耗约18 W,性能优于其他方案,显著提升阴影下输出功率。
解读: 该SCS一体化阵列技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能系统具有重要应用价值。研究提出的动态重构拓扑与功率补偿策略可直接应用于:1)SG逆变器MPPT算法优化,通过集成超级电容模块实现阴影下的快速功率补偿,提升填充因子至77.4%;2)ST储能系统的混合储能方案,利用超级电容高功率密度特性应对光...
性能领先的光伏电池与肖克利-奎瑟极限的比较
Top-Performing Photovoltaic Cells Compared to the Shockley–Queisser Limit
Camden Kasik · Marko Jošt · Ishwor Khatri · Marko Topič 等5人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年2月
对包含至少一个多晶电池的高性能单结和两端串联器件进行了相互比较,并与它们的理想极限进行了对比。将开路电压、短路电流和填充因子等参数分别与肖克利 - 奎伊瑟极限进行比较,以研究不同技术在哪些方面有改进空间。目前,像硅和碲化镉等技术在开路电压方面有最大的改进空间,它们分别仅利用了其最大开路电压的 87% 和 81%。针对单结器件进行了详细的二极管和填充因子损耗分析,以进一步深入了解它们之间的差异以及效率损失的位置。与多晶器件相比,单晶技术的填充因子更接近肖克利 - 奎伊瑟极限。多晶器件的高二极管品质...
解读: 该研究对比分析高性能光伏电池与Shockley-Queisser理论极限的差距,为阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT算法优化提供重要参考。通过理解不同材料体系(单结/叠层)的光电转换效率潜力与限制,可指导逆变器在不同组件类型下的最大功率点追踪策略优化,特别是针对新型高效叠层组件的适配性开发。该分析...
基于需求响应项目的606个工商业设施储能系统最优调度控制策略成本节约评估
Assessment of optimal energy storage dispatch control strategies for cost savings in 606 commercial and industrial facilities leveraging utility demand response programs
Joseph Elio · Ryan James Milcarek · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384
摘要 由于全球电力需求持续增长,而发电能力并未相应提升,必须进行转变以确保电力需求更好地匹配电力供应。通过在基于事件的需求响应项目中利用电池储能系统,可以推动实现这一转变。本研究评估了电池储能系统的最优调度、容量配置及控制策略,旨在确定在参与基于事件需求响应的606个工商业设施中,电池储能系统投资的最小化折现回收期。目前针对工商业设施中独立运行的表后电池储能系统的研究较为有限。关键研究结果表明,参与基于事件的需求响应对于实现可行的折现回收期至关重要,在多个设施中该回收期可低至4.75年。此外,本...
解读: 该研究针对工商业储能系统优化调度与需求响应的结合,对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能解决方案具有重要参考价值。研究验证了事件型需求响应可将投资回收期缩短至4.75年,峰值需求超80kW的场景回收期可控制在20年内。这为阳光电源工商业储能产品的市场定位、容量配置策略及iSolarClo...
通风耦合高能量密度显热储能系统研究
Investigation of ventilation-coupled high energy density sensible thermal energy storage
Nelson James · Ransisi Huang · Jason Woods · Eric Kozuba · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.387
低成本储能将在支持能源行业脱碳方面发挥重要作用。本文提出了一种用于建筑的新型显热储能方法,该方法利用装有防冻液的储罐在机械通风系统中加热室外空气。如果将液体加热至足够高的温度,在寒冷气候下的放电过程中,其温度波动可能接近100°C。由于显热储能系统的能量密度与系统温差成正比,因此该概念相比其他应用于建筑领域的液态显热储能装置具有实现更高能量密度的潜力。本文建立了一维数值模型,并采用30 wt%(质量分数)乙酸钾水溶液作为防冻液进行了实验验证。在实验室条件下,使用商用热水箱实现了47.0千瓦时每立...
解读: 该建筑显热储能技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要启示价值。其高能量密度(74.7kWh/m³)和低成本特性,可与PowerTitan储能方案结合,应用于建筑微网场景。通风耦合设计理念可启发我们开发建筑一体化储能产品,将PCS与暖通系统深度融合。该技术的温度大幅波动特性(100°C)对储能热管理系...
非常规光伏器件中能量收集性能评估的统计方法
Statistical methods for assessment of energy harvesting performance in unconventional photovoltaics
Mikhail Vasiliev · Victor Rosenberg · James Bullock · Mulvaney A. Paul · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.288
本文报道了对安装在实地的大面积发光太阳能聚光器(LSC)基窗户长期监测其能量收集趋势的结果。描述了这些非常规、集成于窗户中的光伏器件的主要特征和与材料相关的方面,以及用于评估其性能的实验室技术。介绍了适用于评估随季节变化和设计差异影响的实地性能特征的新统计方法。利用长期观测数据集,识别出传统光伏器件与基于LSC的光伏器件之间的关键性能差异。实验结果表明,在恶劣天气条件下,配备三维结构光伏模块和荧光聚合物中间层的窗户通常比屋顶安装的硅基光伏组件具有更高的能量产出稳定性。本文提出了一种用于量化能量产...
解读: 该LSC光伏窗技术的长期性能监测方法对阳光电源SG系列逆变器的MPPT优化具有重要参考价值。研究揭示的非常规光伏在弱光和恶劣天气下的高稳定性特征,可指导我们优化MPPT算法以适应墙面安装、混合朝向等复杂场景。提出的能量收益稳定性量化参数可集成到iSolarCloud平台,用于预测性维护和多场景性能基...
补贴政策不确定性下的用户侧储能投资
The user-side energy storage investment under subsidy policy uncertainty
Manli Zhaoa · Xinhua Zhang · C. James Hueng · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386
摘要 本文构建了一个实物期权模型,用于分析企业在用户侧储能项目中的投资决策。投资完成后,企业通过峰谷电价差获利。由于未来电价差存在不确定性,企业在做出不可逆投资的同时也面临是否延迟投资的权衡选择。政府试图通过为该类不可逆投资提供补贴来激励企业立即投资。然而,补贴政策可能在不确定的时间被启动或终止,因此企业在决策时面临额外的政策不确定性。我们推导出企业用于判断是立即投资还是继续持有投资期权的市场价格差阈值。为了验证并展示该模型的应用,我们收集了中国储能试点项目的实际数据作为案例。该数据集使我们能够...
解读: 该研究揭示补贴政策不确定性对用户侧储能投资决策的量化影响,对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的市场推广具有重要参考价值。研究表明30%补贴可降低39.8%投资门槛,建议公司结合实物期权模型优化储能系统经济性分析工具,在iSolarCloud平台集成峰谷价差预测与政策风险评估模块,...
基于熔盐的工业电转热系统热性能与动态响应评估
Thermal performance and dynamic response assessment of an industrial molten salts based power-to-heat system
Silvia Trevisan · Sharat Pathi · James Brown · Bjarke Buchbjerg 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342
灵活的、结合储热技术的电转热系统是实现工业领域脱碳的关键技术。本研究考察了一套兆瓦级电转热中试装置的热力性能与动态响应特性,该系统集成了熔盐电加热与储热单元,可按需产生蒸汽。文中讨论了在接近设计工况及非设计工况下采集的实际运行数据。同时对电加热单元的动态性能进行了详细评估与展示,包括时间常数和升功率效率。结果表明,该系统能够可靠地按需供应热能,同时具备提供电网灵活性的能力。在接近设计工况下运行时,系统实现了超过94%的往返热效率。在停机期间,冷罐和热罐的温降速率分别记录为约0.5°C/h和2.3...
解读: 该熔盐电加热储能系统验证了94%往返热效率和5秒内0-5MW功率爬坡能力,对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统在工商业热电联供场景具有重要参考价值。其毫秒级功率响应特性可与我司GFM控制技术和VSG虚拟同步机算法结合,增强电网调频能力。熔盐储热与光伏制热耦合方案可拓展SG工商业逆变...
热带地区光伏与绿化共置系统的整体评估
Holistic assessment of co-located solar photovoltaics and greenery in the tropics: Results on solar photovoltaic output, greenery growth, and roof surface temperature
Faizatuzzahrah Rahmaniah · Joyce Hui Min Lim · Choon Hock Pohc · Lian Sheng Hec 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395
摘要 光伏发电系统与绿色屋顶的共置配置在城市环境中因可同时实现可再生能源发电与绿化而受到越来越多的关注。然而,目前针对热带气候条件下此类系统的整体性研究仍较为有限。本研究从三个功能性效益出发,系统地探讨了热带气候下光伏发电与绿化共置的影响:1)光伏发电输出性能;2)植物生长状况;3)屋顶及天花板表面温度。研究结果表明:1)伴随绿化的存在,光伏发电系统的性能比有所提升[绝对增幅为1.0 ± 0.8%];2)位于光伏组件下方的耐阴植物表现出更显著的水平地面覆盖度,且植株健康状况良好、生长旺盛[绝对增...
解读: 该研究揭示热带地区光伏绿化共生系统的多重效益,对阳光电源SG系列逆变器及智能运维方案具有重要价值。研究证实绿化可提升光伏性能比1%并降低屋面温度4.7°C,为我司MPPT优化算法提供温控协同思路。建议在iSolarCloud平台集成温度-植被-发电效率关联模型,针对热带城市屋顶场景开发光伏-绿化一体...
受控环境农业场所中结合热电联产的能源调度优化:能源利用、储能及市场外输对运营成本的影响
Energy dispatch optimization at Controlled Environment Agriculture sites with CHP: How energy utilization, storage, and market exports impact operational costs
Jacob C.Seile · Gregory Pavla · James D.Freihau · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332
摘要 受控环境农业(Controlled Environment Agriculture, CEA)为食品行业提供了可持续发展的解决方案,但由于能耗较高,仍面临显著的经济与环境挑战。结合热能存储、电池储能、吸收式制冷和碳捕集等技术的热电联产(Combined Heat and Power, CHP)系统,能够提升CEA设施的运行效率与整体性能。在智能电网应用中,CHP作为可调度能源资源,还可增强电网的可靠性与韧性。然而,CHP在CEA中作为能源与二氧化碳双重供给源的作用尚未得到充分研究,尤其是在...
解读: 该CEA能源优化研究对阳光电源储能系统具有重要启示。研究证实热储能与电池储能协同可降低18.94%能源成本,这与我司PowerTitan储能系统的多能互补理念高度契合。ST系列PCS可通过GFM控制技术实现CHP系统与储能的协调调度,优化电热冷三联供场景。研究中的电力市场参与策略可为iSolarCl...
用于颗粒基高温热化学储能连续式反应器-换热器的千瓦级工程设计
Engineering design of a kW-scale continuous reactor-heat exchanger for high temperature discharge of particle-based thermochemical energy storage
Juvenal Ortiz-Ullo · Lucas Freiberg · Fuqiong Lei · Kelvin Randhir 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327
摘要 本研究探讨了用于高温(约1000°C)热化学储能(TCES)应用的千瓦级连续氧化反应器的理论设计参数及其热性能。该概念采用逆流式颗粒基系统,包含一个带有换热器的反应区,用于提取氧化反应所产生的热量。在高温反应区域的上方和下方均设有显热回收区,以便在稳态运行期间实现颗粒与氧化气体在接近环境温度下的进料与排出。研究了反应区的两种运行方式:流化床反应器(FBR)和移动床反应器(MBR)。参数分析结果表明,相较于FBR,MBR每单位产热千瓦所需的体积更小,其功率密度超过2500 kW/m³,而FB...
解读: 该千瓦级高温热化学储能反应器技术对阳光电源储能系统具有前瞻参考价值。研究的移动床反应器功率密度达2500kW/m³,远超流化床方案,为PowerTitan等大规模储能系统的热管理优化提供新思路。1000°C高温放热特性可启发ST系列PCS的热设计改进,特别是功率器件散热与能量回收耦合。逆流换热与显热...
防风屏障高度和孔隙率对光伏阵列积尘及发电效率的影响
Effects of wind barrier height and porosity on dust deposition and power generation efficiency of photovoltaic arrays
Xinxin Gao · Zhiling Yang · Simukoko James · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.298
摘要 近年来,光伏(PV)技术作为一种清洁、可持续的能源形式得到了广泛应用。然而,灰尘颗粒在光伏组件表面的沉积会显著降低其发电效率。防风屏障已被证实能够有效抑制积尘,从而提升光伏面板的性能。然而,以往的研究大多局限于二维条件,仅关注单个光伏面板上的积尘情况,未能充分反映实际光伏阵列中的气流动力学特性与阵列效应,且在很大程度上忽视了防风屏障孔隙率对积尘的影响。本研究探讨了在考虑粉尘颗粒粒径、防风屏障高度和孔隙率变化条件下,防风屏障对光伏阵列积尘过程与特征的影响。采用计算流体动力学(CFD)方法,利...
解读: 该研究对阳光电源光伏系统优化具有重要价值。针对沙漠/戈壁等高尘环境电站,建议在SG系列逆变器系统设计中融合防风屏障优化方案:2.5米高度、50%孔隙率可使细颗粒沉积降低55.66%,百日后发电效率损失从38.25%降至23.85%。可结合iSolarCloud平台的灰尘监测数据,为首排组件(效率损失...