Ian Wolde · Antonio Famiglietti · Rubén Abbas · José M.Cardemilac · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.338

摘要 水泥工业因其高温工艺中巨大的热能需求以及化学反应过程中持续产生的大量二氧化碳排放，成为重要的排放源。进入燃烧室的主空气可利用生料磨产生的余热进行预热。然而，间歇式运行使得连续热流供应面临挑战。因此，可采用中高温热能储存技术，并结合夹点分析来设计和确定带储热装置的热网络运行参数，以促进余热的利用。本文以一家欧洲水泥厂为参考案例，基于主空气预热，提出了一种带储热装置的余热回收系统评估方案。该系统评估考虑了通常在单个储罐内形成热分层的热能储存技术，以降低系统成本。研究对空气和导热油作为传热流体进...

解读: 该水泥厂分层储热技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要启示。研究采用热分层单罐储能降低成本,投资回收期不到1年,节能1.04%,验证了储能在工业余热回收的经济性。阳光电源可将此思路应用于PowerTitan液冷储能系统,通过优化PCS控制策略实现工业场景的冷热电三联供,结合iSolarCloud平台...

H.C.Wan · J.W.Ta · Y.K.Wan · Y.D.Wan 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.299

摘要 由于具有可扩展性、长循环寿命以及固有的安全性和稳定性，熔盐储热技术被广泛认为是先进储能解决方案中的领先候选技术。该技术在余热利用、区域供热系统、火电机组调频与削峰填谷以及太阳能热发电等多种应用中已展现出显著潜力。熔盐储热系统的商业化因其优异的热性能和独特的热物理特性，能够提高能源利用效率与可持续性，从而推动能源解决方案的创新。将纳米颗粒分散到熔盐中以增强其储热能力，形成可提高储能应用效率的熔盐纳米流体，这一方法近年来吸引了越来越多的研究关注。本文系统综述了熔盐纳米流体的制备技术以及常用熔盐...

解读: 纳米材料强化熔融盐储热技术对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan产品具有重要应用价值。通过纳米流体提升比热容和导热系数,可优化储能系统热管理性能,提高能量密度和循环效率,特别适用于调峰调频场景。该技术与阳光电源PCS热控制策略结合,可提升系统安全性和长周期运行稳定性,为大规模储能电站和光热...

Changyi Xiea · Yuanyuan Wangb · Xiaokun Gub · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

储能对于提高间歇性可再生能源的利用至关重要。在现有技术中，金属氢化物基氢储能具有高安全性、紧凑性和适用于长周期应用的优势。然而，其应用受到显著热管理挑战的限制，包括吸氢过程中的放热以及脱氢所需的热量输入。本研究提出了一种集成了多种储能形式的综合能源系统，将金属氢化物氢储能与热能和电能储能相结合，以增强多能协同能力。其中一项关键创新是引入相变材料（PCM）储热装置，用于回收氢气吸收过程及燃料电池运行过程中产生的热量，并将其再利用于氢气脱附和供热。本文构建了一个两阶段协同优化框架：第一阶段确定可再生...

解读: 该多能协同储能技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要启示。研究中的氢储能-热储能-电储能混合架构,可与我司PowerTitan储能系统形成互补:通过集成相变材料(PCM)热管理模块,可优化电池热控制并降低HVAC能耗;两阶段协同优化框架可融入iSolarCloud平台,实现光伏-储能-氢能的智能调度...

Aneesh Chandra Nunn · Olav Galtelan · Laurent Georges · Yi Zong · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326

摘要 本研究提出了一种创新性基于生物蜡相变材料的枕板式热能储存装置在为一栋四层高的研究建筑提供空间供暖时的最优控制策略的设计与开发。ZEB实验室中的水力供暖系统包括电动热泵、热能储存装置以及水力散热器。为模拟该热系统的相变动态特性，建立了面向控制的数值动态模型，并进行了验证。为了可靠且准确地预测建筑物的逐时供暖负荷，开发了一个14节点的电阻–电容（Resistance–Capacitance）热网络模型，用作决策支持工具。基于已验证的系统模型，进一步开发了一种基于模型的最优预测控制策略，用于热能...

解读: 该研究的模型预测控制(MPC)策略与阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统高度契合。文中基于动态模型的需求响应优化可直接应用于我司储能系统的能量管理策略,通过响应分时电价实现40%-50%的成本削减。其柔性因子接近1的控制效果验证了储能系统提供电网辅助服务的能力,可增强我司ESS解决方...

Suzhen Yin · Chuangang Bai · Kaiyue Zheng · Yilun Zhang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.329

摘要 风能和光伏发电等不稳定的可再生能源具有间歇性和随机性的固有特征，对电网的安全与稳定运行构成了极为严峻的挑战。作为一种可行的解决方案，储能技术通过在不同时间段存储和释放多余的电能，提高了电网的灵活性和调控能力。抽水式热储能技术提供了一种高效的大规模电能储存方案，且完全不受地理条件限制。巧妙地将抽水式热储能技术与低品位热能相结合，可有效提升其热力学性能和经济性。为了显著提高地热能的利用率，并有效实现抽水式热储能系统的更优性能，本文对15种地热辅助的跨临界抽水式热储能系统进行了深入而全面的热经济...

解读: 该地热辅助泵热储能技术为阳光电源储能系统提供重要启示。研究显示系统往返效率可达105.6%,度电成本低至0.472元/kWh,验证了多能互补储能方案的经济性。可与PowerTitan储能系统及ST系列PCS结合,通过低品位热能耦合提升储能效率,优化压缩机出口压力控制策略。该技术突破地理限制的特性与阳...

Dudul Das · Manosh C.Pau · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.297

摘要 满足低温热能需求的可再生能源是当前迫切所需，因其占能源消费总量近一半。采用热能储存技术可通过提高可靠性和效率来加速可再生热能在能源结构中的占比。本文通过将石蜡基相变材料（PCM）封装于多孔生物炭中，开发出一种新型热能储存材料，以提高导热性能并防止泄漏。该复合材料被置于矩形腔体内，并从顶部采用卤素光源照射，以模拟实际太阳加热过程。为达到较高辐照度，设计并使用了聚光比为4×的交叉复合抛物面聚光器（CCPC）。本研究包括对纯RT28与RT28-软木生物炭复合材料的对比分析。本文提出了一种解决方案...

解读: 该相变储热技术对阳光电源储能系统具有重要启示价值。文中生物炭复合材料提升80%热导率的方法,可借鉴于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的热管理优化,改善电池模组温控均匀性。CCPC聚光技术在低辐照区的应用思路,与我司光伏逆变器MPPT优化技术协同,可拓展光热-光伏-储能一体化解决方案。直接...

Liwen Chena · Yuanlin Liab · Hua Feia · Jianmin Tonga 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.298

摘要 随着全球能源消耗的持续增长，高效储能材料的开发正受到广泛关注。相变材料（PCMs）因其优异的热能储存特性以及在相变过程中能够维持相对稳定温度的能力，在热能存储领域备受关注。这主要归功于其出色的储热能力和优越的热量调节性能。然而，材料泄漏和导热性差等问题限制了其在多种环境中的应用潜力。为了优化PCMs的热性能，可采用成本低廉、可持续且广泛可用的生物质多孔介质作为支撑材料，有效制备形状稳定的生物质基复合相变材料。本文综述了生物质碳基复合相变材料（CPCMs）的合成方法及研究进展，探讨了其对基础...

解读: 该生物质复合相变储热材料技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。相变材料的恒温特性可优化PowerTitan等大型储能系统的热管理方案,解决电池簇温度均衡难题。其在建筑热管理和余热回收的应用场景,可与ST系列PCS结合构建冷热电三联供系统,提升综合能效。生物质基材料的低成本和可持续性,为储能电站被动...

Qiangqiang Xiao · Mengqian Wanga · Hongda Tanga · Hongli Guoc 等8人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.299

摘要 建筑供暖占能源消耗的很大一部分，导致大量碳排放。本研究提出了一种有前景的供暖策略，通过相变材料（PCMs）将太阳能吸收与热能存储相结合，显著提升室内热舒适性的同时降低能耗。为实现上述目标，开发了一种由CaCl₂·6H₂O和膨胀石墨组成的复合相变材料，该材料具备优异的热存储性能，其太阳能吸收率高达91.4%，能够高效捕获太阳辐射。该复合相变材料被制成板状结构，并集成于建筑墙体中，以评估其热性能。实验结果表明，厚度为10 mm的复合相变材料板安装在试验舱南墙时，热舒适持续时间（DTC）达到4....

解读: 该相变储热技术为阳光电源储能系统提供跨季节热能存储新思路。可与PowerTitan储能系统协同,通过ST系列PCS智能调控,在供暖季将光伏发电转化为热能存储于PCM材料,结合iSolarCloud平台实现建筑热电联供优化调度。91.4%太阳能吸收率与公司1500V高效光伏系统形成互补,为零碳建筑一体...

C.Milla · M.F.Lightston · J.S.Cotto · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 本研究展示了针对钻孔储热场热损失的调查结果。本工作的目标是探索一种新型的双区钻孔储热场，并将其热损失以及能量和㶲效率与典型的单区串联布置进行比较评估。研究方法包括实验与数值模拟，其中实验结果用于验证钻孔场的三维模型。数值模型进一步用于探究多区钻孔场的概念，量化通过顶部、侧部和底部边界的能量与㶲损失。结果表明，采用双区钻孔场运行方式，其中环形径向第二区以较低的入口温度运行，能够保持中心区域注入热量的品质。双区运行方式在维持较高热效率的同时，对高品质热量的需求更少。双区场的能量效率提高至81%...

解读: 该双区钻孔热储能技术对阳光电源储能系统具有重要启示。研究显示通过分区温度管理,能量效率从60%提升至81%,㶲效率翻倍至13%。这一理念可应用于ST系列PCS的热管理优化:在PowerTitan等大型储能系统中,采用分区温控策略,核心区维持高温高效运行,外围区低温辅助散热,降低冷却能耗。结合iSol...

Joshua Mc Tigu · Jason Hirsch · Zhiwen Ma · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.387

摘要 抽水式热能储存（Pumped Thermal Energy Storage, PTES）是一种适用于长时储能（10−1000小时）的电力储存系统，因其能量容量的边际成本较低而具有优势。本文提出了一种采用颗粒物储热技术的PTES系统的技经模型。颗粒物成本低廉，并可在较宽温度范围内运行，相较于其他PTES设计方案，能够实现更高的效率并降低成本。我们展示了往返效率、单位功率输出、资本成本以及平准化储能成本（LCOS）如何依赖于压力比、换热器端温差、压降和最高运行温度等关键参数。我们将基于颗粒物的...

解读: 该泵热储能(PTES)技术为阳光电源长时储能方案提供重要参考。硅颗粒储热系统66%往返效率和0.115美元/kWh储能成本,显著优于锂电池,适合PowerTitan系列拓展至10-100小时长时储能场景。直接接触式流化床换热技术可启发ST系列PCS热管理优化。其低边际成本特性与阳光iSolarClo...

Shiwei Huab · Shuo Zhang · Shiqing Chena · Xinjing Zhanga 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 金属氢化物储氢是一种具有高储氢密度和低压特性的固态储氢方式。其性能面临吸氢过程余热未回收、释氢依赖电加热等挑战。有效的热管理对于推动金属氢化物大规模储氢应用至关重要。本研究提出一种基于热泵结合蓄热的金属氢化物热管理系统，以提升能量利用效率。该系统通过热泵回收吸氢过程产生的低品位热量，并将其升级为可用于释氢过程的高品位热量；蓄热单元则用于降低能耗，并在吸氢与释氢过程中快速提供所需热量。建立了热管理系统与金属氢化物反应器的耦合仿真模型，分析了在不同水温条件下系统的性能表现，包括水温与合金温度变...

解读: 该热泵-储热耦合氢储能热管理技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。金属氢化物储氢的吸放热特性与ST系列储能变流器的热管理需求高度契合:通过热泵回收吸氢过程低品位热并升级用于放氢,系统COP达5.4,较电加热提升470%,可显著降低PowerTitan等大型储能系统的温控能耗。该技术可启发阳光电源在...

Haitao Zhang · Zhiyuan Yanb · Hailong Kanga · Zhiqiang Zhang 等11人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.299

摘要 热储能技术已开始在太阳能利用过程中得到应用。鉴于太阳能固有的波动性和间歇性，相变热储能对于提高能源利用效率和促进节能具有关键作用。本文通过分子动力学模拟与实验研究相结合的方法，合成并表征了一系列新型Hitec盐/多孔铝硅酸盐陶瓷复合相变材料（CPCMs）。建立了具有不同SiO₂:Al₂O₃摩尔比的多孔铝硅酸盐陶瓷（ACs）的计算模型，用于计算陶瓷基体的孔隙率、比表面积、导热系数以及比热容。在实验方面，采用相同的摩尔比并通过引入造孔剂制备了多孔ACs。陶瓷前驱体由硅藻土、氢氧化铝、氧化铝和可...

解读: 该复合相变储热材料技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要应用价值。研究中的多孔陶瓷/熔盐复合材料展现出优异的热管理性能(导热系数2.11 W/(m·K)、潜热60.83 J/g),可应用于PowerTitan等大型储能系统的热管理优化,有效解决电池模组温度均衡性问题。该材料的相变储热特性与光储一体化...

Sajid Abbas · Atazaz Hassan · Jinzhi Zhoua · Emmanuel Bisengiman 等7人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301

摘要 实现碳中和与全球碳达峰目标最流行且最具前景的方法之一是太阳能辅助热泵系统（SAHP），该系统具有二氧化碳（CO₂）排放量低和能源效率高的优点。通过将高效热泵（HP）与太阳能集热器（STC）以及具有高蓄热密度的相变材料（PCM）相结合，可显著提升其性能。因此，将热泵系统与热集热器及基于相变材料的热能储存（TES）系统耦合的技术引起了广泛关注。本研究对SAHP系统结合太阳能热集热器（STCs）和相变材料（PCM）系统在设计、发展与应用方面的最新进展进行了全面且及时的综述。本文还聚焦于PCM封装...

解读: 该太阳能热泵与相变储能集成技术对阳光电源储能系统具有重要启示。文中PCM热储能与太阳能协同的思路可应用于ST系列PCS的热管理优化,通过相变材料提升PowerTitan储能系统的温控效率和低温性能。智能控制技术的融合与iSolarCloud平台的预测性维护能力高度契合,可开发针对冷热电三联供场景的G...

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...

Gangqiang Gea · Xuchao Cai · Hao Sun · Yufei Zhang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.328

摘要 在压缩空气储能系统中，储气洞穴体积有限导致压缩空气在运行过程中压力发生显著变化。采用滑压模式运行压缩机和膨胀机可有效减少节流引起的㶲损失，从而提高系统整体效率。然而，在滑压运行模式下，压缩机出口温度升高会导致传统双罐式蓄热系统中不同温度流体混合，产生较大的㶲损失。本研究提出一种将滑压运行与填充床蓄热相结合的绝热压缩空气储能系统。建立了压缩机的一维损失模型，实现了对滑压条件下耦合特性的分析。所建立的一维损失模型相较于通用性能模型具有显著更高的精度。通过进口导叶调节、质量流量控制和转速调节优化...

解读: 该滑压运行压缩空气储能技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要借鉴价值。研究提出的一维损失模型和滑压优化策略,可应用于PowerTitan等大规模储能系统的能量管理优化,通过动态压力调节减少节流损失,提升系统往返效率达72.6%。填充床储热技术与滑压运行的耦合设计思路,可启发ST系列PCS在变工况下的...

Amedeo Cerut · Jerry Lamber · Hartmut Spliethof · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 区域供热网络（DHNs）能够高效地向城市区域供应可再生能源。然而，依赖天气条件的能源来源以及能源供给与供热需求之间的时间不匹配，使得DHN的设计面临挑战。本研究建立了一个多时间步长的混合整数线性规划（MILP）优化模型，并将热储能与可再生能源整合到DHN的设计过程中。所提出的模型在完全空间分辨率下，对管道布局、投资决策以及供能和热储能技术的运行策略进行联合优化。该模型被应用于两个合成案例和一个实际的、规模逐步增大的区域供热网络。通过敏感性分析评估了时间聚合水平对设计结果的影响，发现至少需要...

解读: 该区域供热网络优化研究对阳光电源储能系统具有重要借鉴意义。文章提出的MILP多时间尺度优化方法可应用于ST系列储能变流器与PowerTitan系统的容量配置与调度策略优化。特别是热储能与可再生能源协同运行的思路,可迁移至电储能场景:结合iSolarCloud平台的负荷预测功能,优化PCS充放电策略以...

Steffen Wieser · Lucas Naveau · Werner Kraft · Ruth Arregi Beristain 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 由于对可持续公共交通的需求不断增长，目前处于研发和运营阶段的电池电动轨道车辆数量日益增加。然而，乘客舱供暖所需的能量仍由车载电池提供，这在低温环境条件下尤其会导致车辆续航里程受限。热储能系统为降低电池供电的供暖能耗提供了创新的解决方案。因此，本文研究了电池电动轨道车辆中此类热储能系统的设计需求。基于Python开发了一个车辆热力学模型，并对电池电动车辆运行过程中的热能需求进行了仿真分析。环境、轨道、车辆以及HVAC（供暖、通风、空调）控制参数的场景与边界条件均依据现行轨道车辆相关规范与标准...

解读: 该研究对阳光电源储能及电动交通解决方案具有重要参考价值。轨道车辆热管理储能系统需求52-255kWh与我司PowerTitan储能系统容量匹配,可通过ST系列PCS实现高效能量调度。研究显示热储能可提升续航5.6%,验证了储能系统在电动交通领域的应用潜力。建议结合我司充电桩产品,开发轨道交通储能-充...

Ting Wang · Xiangxuan Li · Ting Ma · Qiuwang Wang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

相变材料（PCMs）具有优异的热稳定性、循环性能和高储能密度，广泛应用于热能储存系统中。然而，传统储热单元结构简单，导致传热路径单一，储热效率较低，严重限制了能量的有效利用。由于相变过程中实验方法的局限性，当前的优化手段主要依赖于对温度场、流场、固液界面以及液相分数、熔化时间等全局参数的整体分析，缺乏对局部区域的详细分析与评估，难以揭示热性能提升背后的机理。本研究通过改变储热单元的边界条件和长宽比，采用热阻分析方法，系统地分析了局部与全局的流动及传热行为。研究发现，储热单元内部会出现明显的“树状...

解读: 该相变储热技术对阳光电源PowerTitan储能系统的热管理优化具有重要参考价值。研究提出的'树状'热阻分析方法可应用于ST系列PCS及电池簇的散热结构设计,通过识别高热阻区域优化散热路径,相比传统直翅片可降低23.96%热阻。该方法可指导储能柜内部风道布局和液冷管路设计,提升功率器件散热效率,延长...

Lijun Shiab1 · Yanming Liub1 · Chaoyan Sunc · Yingjun Guoc 等10人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

太阳能光伏发电系统在解决偏远寒冷地区农村能源问题方面具有重要作用。本研究提出了一种创新的离网型光伏能源供应系统，该系统区分了电能与热能之间的能量品位差异。夜间供暖需求主要由热能储存系统满足，而生活用电则通过每栋建筑配置的紧凑型3.12 kWh电池进行灵活管理，以最小化投资成本。引入变功率技术，实现热能输出与太阳能发电的精确匹配。研究结果表明，在严寒季节，该系统在不依赖电网的情况下可实现90.5%的光伏发电消纳率，全天维持平均室内温度15.2°C，并达到100%的太阳能占比。太阳能储热墙最多可储存...

解读: 该光伏-热储能耦合系统为阳光电源户用离网解决方案提供创新思路。系统通过能量品位分级利用,夜间采暖需求由热储能满足,仅配置3.12kWh小容量电池应对生活用电,光伏消纳率达90.5%,显著降低储能成本。可结合阳光ST系列PCS与SG户用逆变器,通过变功率热交换技术优化MPPT控制策略,在严寒地区实现1...

Wentao Zhang · Xingchi Jiang · Zhu Cheng · Wenxin Hu 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 辐射冷却（RC）是一种可持续的零能耗冷却技术，通过热辐射将热量散发至外太空，实现自发冷却，具有广阔的发展潜力。然而，辐射冷却材料（RCMs）的性能受到天气变化和冷却能力有限的制约，限制了其在多样化热管理需求中的应用。为克服这些局限性，本研究提出一种创新的热管理材料（TMM），该材料协同集成了辐射冷却与潜热存储功能，能够实现高效的热辐射、能量存储以及动态温度调节。其中，RC模块在白天和夜间均可被动地向外太空发射热辐射，确保持续冷却；相变材料（PCM）模块则吸收RC过程中多余的冷量，防止过度冷...

解读: 该辐射冷却与相变储热协同技术对阳光电源储能系统热管理具有重要价值。ST系列PCS和PowerTitan储能柜在高功率运行时面临散热挑战,该技术可实现零能耗被动冷却并通过PCM模块平抑温度波动,延长冷却时效252分钟。特别适用于户外储能柜和充电站设备,可降低主动冷却能耗20%以上,提升系统全天候热稳定...