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通过先进电池化学领域的合作解决技术差距
2W/3W 两轮或三轮车 ACC 先进电池化学 AI 人工智能 Al2O3 氧化铝 BESS 电池储能系统 BEV 电池电动汽车 BMS 电池管理软件 CAES 压缩空气储能 CAGR 复合年增长率 CCl4 四氯化碳 CERT 能源研究与技术委员会 CES 化学储能 CO2 二氧化碳 CSIR 科学与工业研究理事会 CSIRO 联邦科学与工业研究组织 D&D 开发与演示 DNi 直接镍工艺 DT 数字孪生 EC 电化学 EcES 电化学储能系统 EC 电化学元件 EES 电储能系统 EHS 环境与健康安全 ES 储能 ESS 储能系统 ETIP 欧洲技术与创新计划 ETWG 能源转型工作组 EU 欧盟 EV 电动汽车 FCAS 频率控制辅助服务 FES 飞轮储能 GES 重力储能 GHG 温室气体 GW 吉瓦 GWh 吉瓦时 HDV 重型车辆 HTP 人体毒性潜力 ICE 内燃机 IEA 国际能源署 IP 知识产权 IRENA 国际可再生能源机构kT 千吨 kWh 千瓦时 LCO 钴酸锂 LCOS 平准化储能成本 LDV 轻型汽车 LFP 磷酸铁锂 Li 锂金属 Li 离子 锂离子 Li-O2 锂金属空气 Li-S 锂硫
可再生和可持续能源转型
在南部偏远农村地区普遍使用清洁电力（可持续发展目标 7）仍然是经济增长面临的主要挑战，对公平、包容和可持续发展尤其重要。在巴基斯坦，电网扩建在最后一英里用户方面受到技术经济方面的限制，再加上该国巨大的太阳能潜力，使离网太阳能发电成为一个可行的解决方案，前提是其技术、社会和经济影响在实际能源需求方面得到充分理解，并能公平分配。本文以巴基斯坦塔尔帕卡的 Helario 村为例，对设计公平包容的离网太阳能系统进行了社会技术可行性评估，重点关注性别特定利益。我们采用混合方法对现有能源、社区需求、女性的获取和能源使用、可负担性、未来能源愿望以及可再生能源技术的社会接受度进行基线现场评估。结果表明，在流动性、教育、日常习惯和收入方面存在性别差异，这些差异具有社会经济影响，女性可以从电气化中受益更多，特别是当电力与清洁水的使用相互关联时。结果用于使用 CLOVER 对太阳能电池微电网系统进行建模、模拟和优化，以实现分层和公平的能源使用。分析表明，设计使用寿命为 10 年的系统可提供最低的平准化电力成本和最低的排放强度，这强调了长期能源系统规划的必要性。本文为政策制定者、项目开发商和农村社区提供了一个示范，以设计更公平、更具包容性的能源系统，并对可持续的未来使用产生明确的性别影响。
使用 HOMER Pro 对印度洋偏远岛屿的混合柴油发电机和可再生能源进行技术经济分析
摘要：本研究涉及 2004 年地震海啸严重影响的印度洋偏远岛屿的电气化。为了给这些岛屿供电，2019 年安装了两台容量分别为 110 kW 和 60 kW 的柴油发电机。本研究调查了使用可再生能源补充或替换这两台发电机组的可行性。2019 年，岛上安装了两台容量分别为 110 kW 和 60 kW 的柴油发电机来供电。本研究分析了使用可再生能源补充或替换这两台发电机的可行性。这里提出的可再生能源选项包括 100 kW 风力涡轮机、太阳能光伏、转换器和电池。因此，本研究的目标是进行技术经济分析，并优化印度洋偏远岛屿的混合柴油和可再生能源系统。电力再生混合优化模型 (HOMER) Pro 软件用于本分析的所有模拟和优化。计算基于当前柴油价格每升 0.90 美元（不含补贴）。研究发现，基于最优化的系统，可再生能源本身就能贡献 29.2% 的可再生能源份额。净现值 (NPC) 从 165 万美元降至 139 万美元，平准化能源成本 (CoE) 从 0.292 美元/千瓦时降至 0.246 美元/千瓦时。优化系统的内部收益率 (IRR) 为 14%，投资回报率 (ROI) 为 10%，简单回收期为 6.7 年。这项研究表明，在印度尼西亚一个偏远岛屿引入可再生能源在技术上是可行的，那里许多岛屿都无法用电。
太阳能
这项工作介绍了使用具有700°C输入温度的超临界CO 2功率块对100 MW E浓缩太阳能（CSP）系统的设计和技术经济分析。Aiming to leverage the relatively higher efficiency of small heliostat fields and potential multi-build discounts, a numbering-up approach is examined, developing four alternative configurations (1 × 100, 2 × 50, 3 × 33, and 4 ×25 MW e ), in which each module has its own dedicated tower, heliostat field, receiver, thermal storage and power block.全面的技术经济模型与详细的年度模拟相结合，以产生平整的能源成本（LCOE）估计，并分析基于液体传热流体（HTFS）的高温下一代CSP系统的系统编号的潜力。模拟对系统顾问模型进行了验证，其LCOE计算差异±1之内。0％。比较这四个系统表明1×100 MW E系统的LCOE为54。88 USD ∕MWH E，低于编号模块。但是，一个和两个模块的配置之间的LCOE差异是中等的，2×50 MW E配置显示LCOE为55。99 USD ∕MWH E（+2％）。尽管其年度转化效率较高，但3×33 MW E和4×25 MW E系统的资本密集型效率分别为6.9和12.2％。具有依赖尺寸的功率块效率，可以观察到随着编号系统的进一步升级，但是，多构建节省可能会撤销此成本升级，并且在两模块系统上节省了13.9-19.6％的升级，使它们可以使它们均匀。
Falkoni, A., 等人：利用海水源热泵的可再生能源…热能科学：2020 年，第 24 卷，第 6A 期，第 3589-3600 页 3589
供热和制冷在最终能源消耗中占有很大份额，具有巨大的脱碳潜力。如果电转热技术足够灵活，则可能有助于供热部门脱碳以及可再生能源的整合。它们还被证明对系统成本有良好的影响。这项工作将分析海水热泵系统利用可再生能源发电的潜力。选择杜布罗夫尼克老城作为研究案例是因为其特殊情况。由于老城受到联合国教科文组织世界遗产中心的保护，因此大量室外机组未得到联合国教科文组织的认可。研究结果表明，按小时时间步长计算，风能和太阳能发电相结合可以覆盖独立海水热泵系统 67% 的负载。在这种情况下，利用可再生电力发电可减少 433.71 吨二氧化碳/年的排放量。基于 10 分钟时间步长的系统结果较差 6%。在风能和太阳能联合发电的情况下，附加储能系统的发电效果也最好。太阳能发电时，储能容量减少 78%，风能发电时，储能容量减少 60%。与热能储存相比，电池储能的体积小 40 倍，投资成本高 13 倍，热能平准化成本低。关键词：海水源热泵、可再生能源、热需求、热能储存、电池储能
UVicSPACE：研究与学习资料库
加拿大北部社区的原住民正在经历气候变化带来的最严重的灾难性影响，因为北极地区的变暖速度是世界其他地区的两倍。矛盾的是，这种温度升高可以归因于北极地区几乎完全依赖的化石燃料发电。目前，柴油是大多数北极社区的主要电力来源。除了温室气体和其他空气污染物外，这种情况还暴露了燃料运输和储存过程中的石油泄漏风险。此外，随着气温升高，运输燃料成本高昂，冰路更难维护。因此，北部政府承受着燃料价格上涨和供应波动加剧的负担。为了减少对柴油的依赖，本研究建立了多目标综合能源系统，以处理为北极环境和其他偏远社区设计能源系统的复杂权衡。该工具使用遗传算法通过动态模拟同时最小化微电网系统的能源平准化成本和燃料消耗。组件子模型模拟结果通过业界和学术界认可的能源建模工具进行了验证。与之前的能源建模平台相比，所提方法的新颖之处在于考虑了相互冲突的设计目标之间的帕累托前沿权衡，从而更好地支持从业者和政策制定者。该方法的功能性通过位于西北地区最北端的萨克斯港的案例研究进行了展示。该算法选择了完全混合的风能-太阳能-电池-柴油系统，因为它在技术、经济和环境方面最适合该社区。通过对模型结果进行系统故障分析来评估结果的稳健性。总体而言，该建模框架可以帮助决策者确定能源政策的权衡，以使加拿大北极地区和其他偏远社区转向更可持续和清洁的能源。
建筑一体化光伏热能系统的能量和经济性分析：机器学习辅助方法和多目标遗传优化的季节动态建模
建筑一体化光伏热能 (BIPV/T) 系统为住宅建筑的发电和供暖提供了一种高效的清洁能源生产方式。因此，本文介绍了一种新型 BIPV/T 系统，以最大程度地降低住宅建筑的能耗。所提出的 BIPV/T 系统的精细设计是通过 MATLAB/Simulink ® 动态建模完成的。在不同的季节条件下对 BIPV/T 系统进行性能分析，并进行深入的技术经济分析，以估计系统热能、电气和经济性能的预期提升。此外，还进行了敏感性分析，以探讨各种因素对所提出的 BIPV/T 系统的能量和经济性能的影响。此外，还开发了两层前馈反向传播人工神经网络模型，以准确预测 BIPV/T 的每小时太阳辐射和环境温度。此外，还使用 NSGA-II 方法进行了多目标优化，以最小化 BIPV/T 电站的总面积并最大化系统的总效率和净热功率，以及估算在提供的范围内不同季节输入变量的优化运行条件。敏感性分析表明，较高的太阳通量水平会导致 BIPV/T 电站的电力输出功率增加，但由于热损失增加，总效率会降低。此外，提出的 NSGA-II 显示了一种可行的方法，可以在最小总电站面积 32.89 平方米的情况下实现最大净热功率和最佳总效率 5320 W 和 63%，并且与理想解决方案的偏差指数非常低。在最佳条件下，平准化电力成本为 0.10 美元/千瓦时。因此，这些发现为 BIPV/T 系统作为住宅应用的可持续高效能源解决方案的潜力提供了宝贵的见解。
利用空中风能的离网应用混合动力系统的尺寸
摘要：大多数未连接到主电网的偏远地区都依靠柴油发电机提供电力。高昂的燃料运输成本和大量的碳排放促使这些地区开发和安装使用可再生能源的混合动力系统。由于风能和太阳能是间歇性的，因此这些能源通常与储能相结合，以获得更稳定的电力供应。本文介绍了一种使用机载风能、太阳能光伏、电池和柴油发电机的离网混合动力系统的建模和定型框架。该框架基于 ERA5 再分析数据集中的风能资源的每小时时间序列数据和 NREL 维护的国家太阳辐射数据库中的太阳能资源。负载数据还包括使用欧洲电力传输系统运营商网络维护的 ENTSO-E 平台的模型和实际数据组合生成的每小时时间序列。该框架的支柱是混合动力系统组件的定型策略，旨在最大限度地降低电力的平准化成本。根据 Kitepower BV 提供的规格，对软翼地面发电 AWE 系统进行建模。通过使用准稳态模型优化系统运行来计算功率曲线。太阳能光伏模块、电池系统和柴油发电机模型均基于公开可用的现成解决方案的规格。MATLAB 环境中框架的源代码可通过 GitHub 存储库获取。为了展示结果，我们描述了一个位于法国马赛的离网军事训练营的假设案例研究。结果表明，通过从纯柴油发电转向由机载风能、太阳能光伏、电池和柴油组成的混合动力系统，可以显著降低电力成本。
海洋热能转换与抽水蓄能的整合：系统设计、非设计和 LCOS 评估
增加可变可再生能源 (VRE) 在发电系统中的渗透率是减少温室气体排放的基本目标。为了减少电网中的电力波动并避免削减，大规模储能是最有前途的解决方案之一。热集成泵送热能存储 (TI-PTES) 系统是一项有趣的技术，如果用于热集成的热源可以提供大量的热能，则可以用于此范围。热带地区的海洋温度梯度是一种有吸引力的热源，可以与 PTES 系统结合使用，以便在与海洋热能转换 (OTEC) 系统集成时实现高效的电力存储。在这项研究中，由温暖的热带地表水冷却的热泵使用 VRE 的剩余电力来加热作为水存储的报废货船中的一定量的水。当 VRE 产量较低时，系统通过由冷深海水冷却的 ORC 循环释放存储的能量。通过详细的系统建模提出了对存储大小和温度的初步敏感性分析，以确定最佳设计和布局。因此，对系统的部分负荷分析进行了评估，以描述非设计性能并评估该系统在包括 VRE 发电和电力需求概况的合理案例研究中的潜力。最后，评估了平准化储能成本 (LCOS) 并与其他储能技术进行了比较。结果表明，往返效率可以达到 60% 以上的值，并且使用报废船舶作为储能器可以实现 20 MWh 的等效电池容量。相比之下，获得的 388 欧元/MWh 的 LCOS 在能源市场上仍然没有竞争力。但是，由于热带地区的能源价格高昂，考虑将此应用用于偏远岛屿电气化可能是一个有趣的解决方案。
拉贾斯坦邦电力行业的转型
1 SECI 带有组件制造设施的太阳能项目 20 年 1 月 4,000 2.92 Azure Power（2000 MW） 2.92 Adani Green Energy（2000 MW） 2 SECI 带有组件制造设施的太阳能项目（绿鞋延期） 20 年 1 月 8,000 2.92 Azure Power（2000 MW） 总计 3,000 MW 的太阳能组件制造能力 2.92 Adani Green Energy（6000 MW） 3 SECI RE + Storage 峰值电力供应 20 年 1 月 1,200 2.88 Greenko（900 MW））（峰值电价 - Greenko 为 6.12 卢比/千瓦时，Renew 为 6.85 卢比/千瓦时） 2.88 Renew Power（300 MW） 4 NHPC 太阳能招标 20 年 4 月 2,000 2.55 SB Energy（600 MW） 2.55 Axis Energy (400 MW) 2.55 O2 Power (380 MW) 2.55 Eden Renewable (300 MW) 2.56 Avaada Energy (320 MW) 5 SECI 全天候可再生能源电力招标 2020 年 5 月 400 2.90 Renew Power (400 MW) 允许在基本电价基础上上调 3% 15 年（15 年内平准电价为 3.59 卢比/千瓦时） 6 SECI 2GW 太阳能拍卖（ISTS Tranche IX）2020 年 6 月 2,000 2.36 Solar Pack (300 MW) 2.37 Enel Green Power (300 MW) 2.37 Amp Energy Green (100 MW) 2.37 Eden Renewables (300 MW) 2.37 IB Vogt Singapore (300 MW) 2.38 Ayana Renewables (300 MW) 2.38 Renew Power (400 MW) 7 NTPC 1.2GW ISTS 太阳能拍卖 20 年 8 月 1,170 2.43 O2 Power (400 MW) 2.43 Azure Power (300 MW) 2.43 Tata Power (370 MW) 2.44 Amp Energy Green (100 MW)