21世纪我国经济发展突飞猛进,城市居民与农村居民的生活水平也得到了极大地改善,同时不可避免的是对能源的需求量也变得与日俱增。为了减少传统能源供求匮乏而导致的全球经济及环境问题,将清洁能源—太阳能与储能相结合,设计一个光伏储能系统可以用于解决因光伏出力不足而导致无法满足负荷需求的问题。一个带有储能环节的光伏系统,不仅可以减少环境污染,更对个体用户以及整个社会带来经济效益。本文以光伏储能系统（PV-ESS）为研究对象,从不同角度围绕光伏储能系统在系统中的容量分配,单体电池不同放电倍率下的产热分析,储能电池模组中复合相变材料的应用以及电池组分别使用空气冷却与复合相变材料冷却问题进行了系列的研究。本文的具体研究内容如下:1.针对光伏发电系统中存在的光伏出力不足,供电不稳定等问题,设计了一套由单晶硅太阳能电池板收集太阳能与磷酸铁锂电池储能相结合的光伏储能混合系统（PV-ESS）,研究了如何将光伏系统的容量与储能系统的容量配置相结合的问题。光伏储能系统容量分配模型主要由目标函数、约束条件、控制策略和运行模式四大部分组成。本文选取经济指标为目标函数,通过约束条件对经济指标的产能配置设计进行约束。本文提出了系统的控制策略以确保系统的稳定运行且保持较好的经济性。最后基于储能系统的单晶硅光伏板对容量分配的影响,对光伏渗透率不同的范围（φ＜8%、8%≤φ≤68%、φ＞68%）进行了有无储能系统的经济效益分析。通过三种情况的对比发现,光伏渗透率（φ）＜8%时,光伏发电量不足以产生储能;当8%≤φ≤68%时,部分储能不足以完全抵消高峰时段的负荷需求,仍需向电网购电;φ＞68%时,以80%为例,在满足储能的前提下进行部分弃光,不仅达到了储能的目的,也保证了经济性。2.旨在对用于光伏储能系统中储能型锂电池进行产热行为研究,通过数值模拟仿真的方法,在给定的热物理参数下研究单体电池分别在1C、2C、3C、4C和5C不同放电倍率恒流放电时的比热容及发热功率对电池产热的影响,使用前处理器软件和流体力学仿真软件对单体电池的外壳和内部温度场进行描述,最后与实验数据进行误差分析比对,为减少储能电池可能出现的热失控等热问题打下理论基础。3.对应用于光伏储能混合系统中的储能电池模组的一种冷却方式—复合相变材料（CPCM）进行了研究。使用有机相变材料石蜡（paraffin）添加不同质量分数（1%、2%、5%、8%）的多壁碳纳米管（MWCNTs）制成CPCM,并通过FTIR,DSC法及DRE-Ⅲ导热系数测量仪对CPCM进行热性能测试,并最终选取合适的配比方案制成所需的复合相变材料。4.针对光伏储能系统中的储能电池可能出现热失控的行为,设计了空气冷却与相变材料冷却的两种电池热管理系统。首先给出了储能电池模组的三维模型,并对其进行了网格划分及独立性检验,基于Bernardi电池生热模型与相变熔化/凝固模型设定用于仿真的相关参数与材料的相关属性,带入流体力学仿真软件,分别对空气冷却与相变材料冷却进行仿真分析。结果得出:当使用空气冷却时,使用较高的风速进行空气冷却可以带走电池更多的热量,但电池温度的均一性得不到保证;当使用复合相变材料冷却时,在电池的整个放电过程中温度的控制保持均较为良好,安全系数高,但当储能电池长时间运作（超过8小时）时,若电池温度低于313.65K时,PCM将无法变为液态,进而成为热阻材料,阻碍着电池的散热,也面临着一些挑战。