2023年第2卷第2期

Letter

作者：Zong Li, Bin Cao, Zhonghao Zhang, Liming Wang and Zhong Lin Wang

题目：Rational TENG arrays as a panel for harvesting large-scale raindrop energy

iEnergy, 2023, 2(2): 93–99

雨滴蕴含着丰富的可再生能源，包括动能和静电能，如何有效地收集雨滴所蕴含的能量已经成为一个热门研究课题。最近，一种利用液固接触发电的摩擦电纳米发电机（TENG）已被证实可实现超高的瞬时功率输出。然而，当从密集的雨滴而不是单个雨滴中收集能量时，需要一种更合理的结构来消除各个发电单元之间的相互影响，以实现最大输出。本研究提出了一种 “类似太阳能电池板”的桥式阵列发电机（BAGs）。通过采用阵列下电极（ALE）和桥式回流结构（BRS），桥式阵列发电机可最大限度地减少大规模能量收集装置峰值功率输出的急剧下降。当雨滴能量收集装置的面积为 15 cm × 15 cm 时，BAG 的峰值功率输出达到 200 W/m²，这为大规模有效收集雨滴能量实现工业途径提供了一个极大的可能性。

 
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Reviews

1作者：Xin Chen, Wenyi Zhu and Q. M. Zhang

题目：Electrocaloric cooling technologies for a sustainable world

iEnergy, 2023, 2(2): 100–108

我们的社会高度依赖可靠的空调（AC）和制冷系统。目前，现代冷却技术是由 19 世纪的一项技术提供支持，既基于蒸汽压缩循环（VCC）制冷技术。蒸汽压缩循环制冷中使用的制冷剂是强温室气体，因此是导致全球变暖的主要原因之一。电热制冷技术（EC）作为 VCC 冷却的替代技术很有吸引力。电热制冷技术对环境无害、无需压缩机、可扩展性强，而且有可能实现比 VCC 冷却更高的效率。自 21世纪末以来，积极开展的电致冷材料研究已创造出几种表现出巨大电致冷效应（ECE）（通过直接测量）的电致冷材料。这些电致冷材料和器件的研究揭示了铁电材料在低电场下产生强大电致冷效应和实现高性能电致冷器件的前景。本综述重点介绍了这些进展，并对电致冷技术进行了展望。

 
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2作者：Jingjing Liang, Jianzhong Zhu, Minfang Han, Xiufu Hua, Duruo Li and Meng Ni

题目：The development of solid oxide co-electrolysis of H₂O and CO₂ on large-size cells and stacks

iEnergy, 2023, 2(2): 109–118

在碳中和的背景下，将 CO₂ 转化为 CO 是实现负的碳排放的有效途径。电化学还原是一种新开发的途径，其中，固体氧化物共电解技术因其高效率和低电力需求而前景广阔。有关大尺寸电池和应用级堆栈的研究非常重要。本综述针对尚未完全理解的反应机理和最令人担忧的耐久性问题，详细介绍了在共电解反应机理和耐久性中起重要作用的因素。研究发现，进气混合物和外加电流等操作条件对共电解的反应机理有很大影响，纽扣电池上的实验不能反映工业规模电池上的真实反应机理。此外，还回顾并论证了大尺寸单电池和电池堆在高电流、高转化率条件下的耐久性测试，以及固体氧化物共电解与间歇性可再生能源相结合的潜力。最后，还对未来的探索进行了展望。

 
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3作者：Jizhong Zhu, Shenglin Li, Alberto Borghetti, Jing Lan, Hong Li and Taiheng Guo

题目：Review of demand-side energy sharing and collective self-consumption schemes in future power systems

iEnergy, 2023, 2(2): 119–132

分布式能源的广泛应用在需求方能源共享和集体自我消费计划中呈现出了令人振奋的潜力。需求方能源共享和集体自消费系统致力于协调分布式发电、储能和负荷需求的运行。近年来，随着互联网技术的发展，共享经济正迅速渗透到各个领域。共享经济在能源领域的应用，使越来越多的终端用户参与到能源交易中来。然而，能源共享技术的应用也面临着诸多挑战。本文全面回顾了需求侧能源共享和集体自用计划的最新发展。本文介绍了共享经济的定义和分类，重点关注能源领域的应用：虚拟电厂、点对点能源交易、共享储能和微电网能源共享云。还深入讨论了挑战和未来的研究方向。

 
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Articles

1作者：Hongyi Li, Hongxun Hui and Hongcai Zhang

题目： Blockchain-assisted virtual power plant framework for providing operating reserve with various distributed energy resources

iEnergy, 2023, 2(2): 133–142

从以煤炭为基础的电力系统向以可再生能源为基础的电力系统的模式转变给电网的供需平衡带来了更多挑战。可为电网提供运行储备的分布式能源资源（DERs）被认为是补偿可再生能源电力波动的一种有前途的解决方案。小规模 DER 可汇聚成虚拟电厂 (VPP)，有资格在运行储备市场上竞标。由于 DER 通常属于不同的实体，因此研究以可信方式协调 DER 的 VPP 运行框架非常重要。本文中针对 VPP 提出了一个区块链辅助的运营储备框架，该框架聚集了各种 DER。考虑到各种 DER 的异质性，提出了一种统一的储备能力评估方法，以促进 DER 的聚合。通过考虑实际可用储备容量与估计值之间的不匹配，提高了 VPP 在运行储备市场中的性能，并开发了一个基于硬件的实验系统，给出了数值结果，证明了所提框架的有效性。

 
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2作者：Sheng Wang, Hongxun Hui and Pierluigi Siano

题目： Resilience of gas interchangeability in hydrogen-blended integrated electricity and gas systems: A transient approach with dynamic gas composition tracking

iEnergy, 2023, 2(2): 143–154

通过利用剩余的可再生能源来可以生产绿色氢气。氢气可以注入天然气网络，加速能源系统的去碳化。然而，随着可再生能源的波动，天然气网络中的气体成分可能会随着氢气注入量的波动而发生剧烈变化。气体互换性可能会受到不利影响。为了研究氢气注入波动的防御能力，本文提出了一种氢气混合集成电力和燃气系统（H-IEGS）的燃气可互换性弹性评估方法。首先，通过提出几个新的指标来定义气体可互换性弹性。然后，提出了一个两阶段气体可互换性管理方案，以适应氢气注入。首先执行稳态优化电力和氢气能量流技术，以获得 H-IEGS 的理想运行状态。然后，实施动态气体成分跟踪，计算气体网络中氢含量的实时变化，并评估随时间变化的气体可互换性指标。此外，为了提高计算效率，还提出了一种自适应线性化技术，并将其嵌入到离散偏导数方程的求解过程中。最后，利用 IEEE 24 总线可靠性测试系统和比利时天然气系统验证了所提出的方法。

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iEnergy 2023年第2期

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