Jiaxin Xua1 · Jin Lina · Jiarong Lid1 · Ruixiao Linc 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336

摘要 针对利用偏远地区太阳能资源进行可持续制氢所面临的挑战，本研究提出了一种可扩展的离网光伏制氢（OgPVtH）系统。我们为该OgPVtH系统建立了一种自下而上的设计方法论，从微观和宏观两个层面刻画土地、水与能源之间的相互关联。在微观层面，我们在精确的容量配置优化模型中引入并考虑了电解槽动态的水-电-氢特性；在宏观层面，我们考虑了管道系统的动态运行压力约束，并建立了生成水-氢管道网络拓扑结构的鲁棒方法。本文以中国库布齐沙漠（Hobq Desert）为实际案例开展研究，结果表明所提出的OgPVtH...

解读: 该光伏制氢系统研究对阳光电源SG系列逆变器与ST储能系统集成应用具有重要价值。研究揭示的水-电-氢动态特性建模方法可优化我司1500V光伏系统与电解槽的功率匹配策略,降低制氢平准化成本达13.5%。其80%氢气流量波动率的最优运行点为我司PowerTitan储能系统在离网场景的容量配置提供参考依据。...

Parmit S.Virdi · Wei Guo · Louis N. Cattafest · Peter Cheetham 等12人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 航空业的快速发展凸显了迫切需要减少碳排放和凝结尾迹排放，这两者是导致气候变化的关键因素。氢气因其高的比化学能，成为一种极具前景的清洁燃料替代方案。为推动可持续航空发展，本文提出了一种面向集成零排放航空（Integrated Zero Emission Aviation, IZEA）的创新性液氢储存、热管理与输运控制系统设计。本设计利用液氢的制冷能力，对关键动力系统组件的温度及热负荷进行有效调控。通过调节储氢罐内的压力，我们验证了系统能够实现所需的氢气质量流量——最高达0.25 kg/s，以...

解读: 该液氢热管理系统对阳光电源储能及电驱动产品具有重要启示。文中通过系统级优化实现0.62重量指标和16.2MW功率传输的方法,可借鉴于PowerTitan储能系统的热管理优化,特别是PCS功率器件的液冷设计。氢燃料冷却潜力为EV充电桩大功率模块散热提供新思路。压力调控的流量管理策略可应用于储能系统BM...

Aubert Hervé · Mathieu Bressel · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 本文研究了协方差矩阵自适应进化策略（Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy, CMA-ES）在孤立光伏-氢能微电网优化定容中的应用。系统组件（特别是光伏（PV）面板和氢能储能系统（HESS））的精确容量配置对于确保系统的成本效益、能源自主性和运行可靠性至关重要。本研究提出了一种基于氢气真实气体行为的先进HESS模型，相较于传统的理想气体近似方法，该模型在物理真实性方面具有显著提升。尽管诸如遗传算法（GA）和粒子群优化（PSO）等元启发...

解读: 该CMA-ES优化算法对阳光电源光储微网系统设计具有重要应用价值。研究中的光伏-氢储能微网优化sizing问题,可直接应用于ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的容量配置优化。CMA-ES算法在高维非凸问题上表现优异,较传统GA算法适应度提升26%,可集成至iSolarCloud平台用于离网微电网...

Efat Mohammad · Alexander John Headle · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

摘要 氢能在未来能源格局中有望作为一种灵活的储能介质，在多种应用中发挥关键作用。在各类制氢技术中，聚合物电解质膜水电解槽（PEMWEs）因其对控制信号具有高效的动态响应能力以及实现紧凑系统设计的潜力而受到广泛关注。尽管已有部分研究探讨了PEMWEs的长期价值，但其退化效应常常被忽视，从而给经济性评估带来了显著的不确定性。本文强调了退化现象对PEMWE系统长期价值的关键影响：在一个案例研究中，根据所采用的实验研究数据不同，预测的氢气生产成本可能相差高达300%。本文通过综述现有文献，重点分析基于P...

解读: 该研究揭示PEM电解槽老化对制氢经济性的关键影响,为阳光电源储能系统与制氢耦合方案提供重要参考。ST系列PCS可通过精准功率控制优化电解槽动态响应,降低退化速率。建议在PowerTitan储能系统中集成电解槽健康管理算法,基于iSolarCloud平台实现退化预测与运维优化,延长设备寿命并提升绿氢制...

Keshia Saradima Indriadiab1 · Yankun Duc1 · Qian Hecd · Ning Yanab · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.393

摘要 氨（NH₃）因其高能量密度、易于液化以及在大规模合成、运输和储存方面已有的技术积累，被认为是极具前景的绿色能源载体之一。然而，要有效利用氨作为能源，许多下游过程仍需进一步发展。本综述重点讨论了两个关键催化过程所面临的主要障碍与挑战，即氨分解和催化氨燃烧。在第一部分中，我们探讨了在不同应用场景下通过氨分解获得高纯度、高压氢气所面临的技术难题。随后，我们分析了氨分解与催化氨燃烧在将氨直接用作燃烧燃料的过程中可能发挥的作用。深入理解并进一步优化这些催化过程，对于推动氨经济的发展至关重要，有助于构...

解读: 该氨能催化技术研究对阳光电源储能系统具有前瞻价值。氨作为高密度能量载体,其分解制氢及催化燃烧技术可与ST系列PCS及PowerTitan储能系统形成互补方案。氨储能可解决长时储能难题,通过氨-氢转换为储能系统提供稳定氢源,配合燃料电池实现季节性能量管理。建议关注氨制氢电力调节技术,探索氨储能与电化学...

Shadfar Davoodi · Mohammed Al-Shargabi · David A. Woo · Promise O.Long 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381

摘要 氢能（HE）是大规模储能的一种有前景的解决方案，尤其适用于将间歇性可再生能源整合到全球能源系统中。实现这一转型的关键推动因素是地下氢气储存（UHS），该技术具备大规模储存氢气（H₂）的潜力；然而，由于存在技术、运行和工程上的复杂性，其实际部署仍面临重大挑战。针对这些挑战，本文对UHS技术进行了全面分析，重点探讨了其可行性、性能表现以及相关障碍。本文考虑了氢气独特的物理化学性质——如密度、黏度、扩散性、溶解度和吸附能力——及其对地下储存过程的影响。随后评估了将多种地质构造改造用于UHS的可行...

解读: 地下储氢技术为阳光电源储能系统提供长周期、大规模能量存储新思路。ST系列PCS可与氢储能系统协同,实现可再生能源消纳:电解制氢时作整流逆变,燃料电池发电时作并网变流。盐穴、枯竭油气藏等地质储氢方案可作PowerTitan储能站的季节性调峰补充,解决锂电储能时长受限问题。氢能与电化学储能混合配置,需G...

Zhihao Sun · Yanyan Li · Guanchen Liao · Xianglong Luo 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种具有前景的清洁能源技术；然而，有效的热管理仍然是一个关键挑战，尤其是在高功率密度下，温度分布不均会严重影响电堆的性能和寿命。沸腾冷却利用冷却剂的相变过程，为提升PEMFC的热管理水平提供了潜在解决方案。尽管该技术前景广阔，但其在燃料电池电堆中的实际应用尚未得到充分探索。本研究旨在通过构建性能测试平台，系统评估在沸腾冷却条件下PEMFC的温度特性和输出性能，以弥补这一研究空白。采用壁面温差（Td）和温度均匀性指数（TUI）来评价温度均匀性，并重点分析冷却剂入口...

解读: 该PEMFC沸腾冷却技术对阳光电源氢能战略布局具有重要参考价值。研究中的相变冷却方案可借鉴至大功率PCS功率器件散热,特别是ST系列储能变流器中SiC模块的热管理优化。温度均匀性提升47-58%的成果,可应用于充电桩大功率模块设计,解决功率密度提升带来的局部过热问题。多参数协同优化方法论对iSola...

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...

Zishan Yina · Jiashu Jina · Linghong Zenga · Xiyun Tanga 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.337

摘要 光伏（PV）利用率的提高以及随之而来的储能系统规模扩大导致成本上升，是微电网技术经济性发展中的关键因素。为应对这一权衡问题，多能微电网的最优容量配置设计至关重要。本文提出了一种新颖的线性搜索-线性规划方法，用于优化包含多种储能系统的微电网容量配置，其中包括电池储能系统（BESS）和氢储能系统（HESS）。该方法旨在同时最小化非线性且非凸的生命期成本和光伏弃电率。仿真结果表明，所提出的方法在计算效率方面具有可行性与优越性：对于PV/HESS微电网提速52倍，PV/BESS微电网提速124倍，...

解读: 该线性规划优化方法对阳光电源微网系统配置具有重要价值。研究验证了PV/BESS/HESS混合储能架构的优越性,可直接应用于PowerTitan储能系统与SG系列逆变器的容量优化配置。其非凸优化算法可集成至iSolarCloud平台,实现离网微网的全生命周期成本最优化和光伏弃电率最小化。特别是氢储能与...