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电池储能系统的随机计划模型，以及实用规模的太阳能光伏
摘要：随着技术的进步和价格下跌，电池储能系统（BESS）被视为电源系统中有前途的存储技术。在本文中，引入了随机的BESS计划模型，该模型决定了在可再生资源和电力负载的不确定性下，在高压电源系统中确定了在高压电力系统中共同将公用事业规模太阳能光伏（PV）系统共同放置的最佳容量和持续时间。优化模型最小化总成本旨在从可再生来源获得至少20％的电能，同时满足所有物理约束。此外，还应用了两阶段的随机编程来制定数学优化问题，以发现贝斯的最佳持续时间和容量。在调度BESS时，需要考虑时间表代表Bess状态的时间变化；因此，采用了一种以1-h时间步长生成随机样本路径的方案生成方法，以明确表示不确定性和时间变化。提出的数学模型应用于经过修改的300个总线系统，该系统包括300台电动总线和411个传输线。当采用不同数量的场景以查看对模型中场景数量的敏感性时，比较了最佳的BES持续时间和容量，并计算出“随机解决方案的值”（VSS）以验证随机参数包含的影响。结果表明，当场景数量从10增加到30时，建筑物的成本和能力增加。通过检查VSS，可以观察到随机参数的显式表示会影响最佳值，并且当应用大量的方案时，影响会更大。
估计欧洲不同气候条件下太阳能巴士的综合光伏潜力
摘要。车辆集成的光伏电动机具有持续的兴趣。需要研究车辆太阳能屋顶的收益，这些研究需要考虑到所有可能的损失和不同气候条件下的每月变化。因此，我们开发了一种软件，用于模拟有用的PV能量和横向上的PV覆盖的太阳能屋顶的车辆。该软件可以考虑到车辆和光伏系统的不同使用配置文件和不同的特性。关注城市总线，模拟允许看到许多参数可以影响模型的输出，主要是：地理位置（一阶），阴影损失（二阶），电气架构（三阶）和电池饱和度（第四阶）。在车辆的中期生活，具有集成的PV（该技术的预测），城市巴士可以收集高达8571 kWh的年度有用的PV Energy，因此VIPV涵盖了每年9739 km。这代表总距离的24％。在最佳月份中，每天最多可以达到47公里。对于平均欧洲案件，造成高阴影损失的情况，城市巴士每年可以收集到3805 kWh，因此VIPV涵盖的年度里程只有3506公里。该技术从2022年到2030年的升级导致VIPV覆盖的有用的PV能源和年度里程从32％到56％，具体取决于用例。基于VIPV所涵盖的年距离，可以评估对实层车辆解决方案的生命周期分析的不同阶段。因此，没有简单的一般趋势。目的是在整个车辆的整个生命周期中了解解决方案的环境平衡。不同溶液的碳足迹高度可变，主要取决于车辆销售的电力混合物的碳含量，也取决于所考虑区域中太阳辐照度的量。尽管如此，我们得出了一些结论。具有低碳模块，对于城市巴士来说，预计避免使用CO 2的城市公交车（20年的终生）预计将避免使用CO 2（最多28 t Co 2）。
迈向可持续、无色、透明的光伏电池：选择性近红外染料敏化太阳能电池的现状和发展前景
染料敏化太阳能电池 (DSSC) 是一种有前途的光伏 (PV) 技术，适用于需要高美学特征和能量生产的应用，例如建筑一体化光伏 (BIPV)。在此背景下，由于通过分子工程开发了新的敏化剂，DSSC 具有波长选择性。染料研究的悠久历史为该技术提供了不同的颜色以达到全色光吸收。然而，近 45% 的阳光辐射位于近红外 (NIR) 区域，而人类视锥细胞对此区域不敏感。本综述为读者提供了有关如何选择性地利用该区域以基于 DSSC 技术开发无色透明 PV 的关键信息。除了选择性 NIR 吸收剂外，三联光阳极、对电极和氧化还原介质共同有助于实现高美学特征。本文结合 BIPV 应用讨论了所有组件的详细信息、相互作用以及实现无色透明 NIR-DSSC 的技术限制。
基于机器学习的光伏大规模不平衡配电系统能量损耗估算方法
近年来，光伏 (PV) 在非平衡配电系统中的渗透率明显提高。在这种趋势的推动下，需要全面的仿真工具来快速准确地分析大型配电系统。在本文中，我们提出了一种对含 PV 的不平衡配电系统进行时间序列仿真的有效方法。与现有的迭代方法不同，所提出的方法基于机器学习。具体而言，我们提出了一种快速、可靠和准确的方法来确定含 PV 的配电系统中的能量损耗。将所提出的方法应用于带有 PV 并网单元的大规模不平衡配电系统 (IEEE 906 总线欧洲 LV 测试馈线)。使用 OpenDSS 软件验证了该方法。结果表明，所提出的方法具有很高的精度和计算性能。
美国本土太阳能光伏和陆基风能技术潜力和供应曲线：2023 年版
我们感谢 NREL 的 Patrick Brown、Donna Heimiller、Brian Smith 和 Dan Bilello，以及能源部的 Patrick Gilman 和 Gage Reber 对本报告提供的反馈。我们还感谢 Billy Roberts 制作图表和 Mike Meshek 编辑。本报告由美国能源部国家可再生能源实验室的研究人员撰写，该实验室由可持续能源联盟有限责任公司运营，合同编号为 DE-AC36-08GO28308。美国能源部能源效率和可再生能源办公室 (EERE) 太阳能技术办公室（奖项编号 38421）和风能技术办公室提供资金。本文表达的观点不一定代表美国能源部或美国政府的观点。所有错误和遗漏均由作者独自承担责任。
电力定价能否利用电动汽车和电池存储来整合太阳能光伏的高股票？
利用具有控制充电的电动汽车有可能促进住宅太阳能光伏的高股票的整合。随时间变化的电价是通过价格信号间接控制电动汽车充电的有前途的工具，但也会影响其他住宅技术的扩散和使用。在本文中，我们开发了一个基于代理的模型，以模拟加利福尼亚的电动车炭的住宅市场，并在2005年至2030年之间采用太阳能光伏和电池存储。我们表明，使用时间和小时费率对这些技术的进一步扩散和整合产生了重大影响。使用的时间率触发了电池存储的采用，但电动车辆充电过度。每小时速率暂时减慢了太阳能光伏的扩散，但浓缩电动车在中午左右充电，从而减少了对快速升入发电能力和碳排放的需求。使用现实世界中的驾驶方式，我们表明80％的电动汽车仅用家庭充电就可以将充电转移到中午。但是，EVS仅在用户还可以访问工作场所和公共收费时减少对坡道容量的需求，从而提高PV集成。此外，我们证明了电动汽车减轻零售电价的上涨，从而抵消了公用事业死亡螺旋。我们的结果表明，用电价与电动定价充电会降低公用事业成本，但增加了零售电价。
并网太阳能光伏能否实现住宅供暖电气化？美国中西部技术经济案例研究
本研究旨在从房主的角度量化使用太阳能光伏 (PV) 支持热泵 (HP) 替代北美典型住宅中天然气供暖的技术经济潜力。为此，对以下系统进行了模拟：(1) 住宅天然气供暖系统和电网电力，(2) 住宅天然气供暖系统，使用 PV 为电力负荷供电，(3) 住宅 HP 系统使用电网电力，以及 (4) 住宅 HP + PV 系统。提供了详细描述以及全面的敏感性分析，以确定能够降低总生命周期成本的特定边界条件。结果表明，在典型的通货膨胀条件下，天然气和可逆空气源热泵的生命周期成本几乎相同，但电价结构使 PV 成本更高。随着通货膨胀率上升或 PV 资本成本下降，PV 成为对冲价格上涨的一种手段，并通过锁定电力和供暖成本增长来鼓励采用 HP。此类产消者技术的实际内部收益率比长期存款证高出 20 倍，这表明 PV 和 HP 技术为产消者提供了比同等安全的投资工具更多的价值，同时大幅减少了碳排放。利用生成的大量结果，讨论了对能源政策的影响，包括回扣、净计量和公用事业商业模式。
从生命周期评估的角度比较钙钛矿太阳能电池与其他光伏技术
本文对钙钛矿太阳能电池 (PSC) 的生命周期可持续性进行了回顾，区分了模拟实验室和模拟工业 PSC 的结果，并将该技术与商用光伏 (PV) 技术进行了比较。实验室钙钛矿受到沉积路线不切实际的能耗的严重影响。此外，铅和溶剂毒性等其他热点问题则不那么重要。单结 PSC 的聚类分析使我们能够区分两个聚类，其中一个聚类中，最多的环境影响与其他薄膜 PV 的范围相似。尽管需要在工业规模上取得更多进展，但目前的研究指出，如果使用 1 kWp 作为功能单位，那么在能源回收时间和工业规模的环境影响方面，与商用 PV 相比，这些结果令人鼓舞。此外，PSC 的供应风险低于其他光伏技术。只有可有可无的铯才会带来特定风险。如果能找到阻隔箔和透明导电氧化物涂层塑料，目前的生产成本可能会降低。然而，这种成本在利基市场销售时可能具有竞争力。此外，它们的轻便性、灵活性和易于集成性使它们在社会接受度方面具有非常有利的品质。
高级分布式能源资源管理的测试床和控制解决方案
这项工作是由美国国务院（DOS）提供的清洁能源投资加速器（CEIA）撰写的。CEIA是同藻合作伙伴，世界资源研究所（WRI）和国家可再生能源实验室（NREL）的合作 - NREL由美国能源部（DOE）在合同号下由美国能源部（DOE）合同编号DE-AC36-08GO28308。本报告中表达的观点不一定代表DOS，DOE或美国政府或其任何机构的观点。美国政府保留和出版商，通过接受该文章的出版物，承认美国政府保留了不可限制的，有偿的，不可撤销的，全球范围内的许可，以出版或复制这项工作的已发表形式，或允许其他人这样做，以实现美国政府的目的。
使用太阳能光伏和厌氧消化
摘要：废水处理是一个非常有能源的过程。人口不断增长，对能源和水的需求不断增加，以及由化石燃料产生的能源产生的污染水平上升，保证从化石燃料到可再生能源的过渡。这项研究通过使用太阳能光伏（PVS）和厌氧消化，探索了卫星水再利用工厂（WRP）的能耗抵消。对两种类型的WRP进行了分析：常规（常规的活性污泥系统（CAS）生物反应器，带有继发性透明剂和双培养基效果）和高级（具有膜效应（MBR）的生物反应器（MBR））处理卫星WRP。还评估了相关的温室气体（GHG）排放。对于常规治疗，发现占WRP总能耗的28％和31.1％，对于高级治疗，可以分别通过厌氧消化和太阳能PVS产生WRP总能量消耗的14.7％和5.9％。在卫星WRP中纳入两个产生能源的单元时，MBR WRP的平均能源密集型比CAS WRP高1.86倍，转化为节省7.4/1000 m 3和$ 13.3/1000 m 3和$ 13.3/1000 m 3的成本，分别在MBR和CAS设施上处理。此外，发现与厌氧消化相比，太阳能PV平均需要更长的30％。对于温室气体排放，发现没有结合能量产生单元的MBR WRP是CAS WRP的1.9倍，并且使用能量产生单元高2.9倍。这项研究成功地表明，增加可再生能源产生单元减少了WRP的能量消耗和碳排放。