优化后的加热板显著提升了 DSSC 的长期性能
TRE（Tozzi Renewable Energy）是一家可再生能源生产商，致力于提升其正在开发的染料敏化太阳能电池（DSSC）的长期稳定性。DSSC 被广泛认为是下一代太阳能电池，由 TRE 的初创公司 Daunia Solar Cell 负责研发。与当前一代太阳能电池相比，DSSC 生产成本更低，在弱光条件下表现良好，并且适用于大多数工程应用。它特别适合对美学有要求的建筑应用，提供了以前无法实现的设计选择（如颜色和透明度）。然而，DSSC 的长期稳定性尚未得到确认，这一难题阻碍了其满足严格的制造认证标准。
主要成果
1：实现最佳热分布
2：自动寻找输入参数的最佳组合
3：节省时间和成本，同时提高加热板质量
技术挑战
从商业化的角度来看，随时间推移保持稳定的性能至关重要。长期稳定性取决于密封工艺的质量，而密封工艺的质量又依赖于加热板表面的均匀热分布，因此主要目标之一是改善热均匀性。TRE 使用 modeFRONTIER 优化软件，成功改变了加热板的设计，实现了最佳热分布，从而保证了有效的密封工艺。
技术方案
解决方案包括两个步骤。第一步，使用 ANSYS Workbench 创建基于实验数据的初始加热板配置的 CAD 模型。该数据是有限元模型的基础，用于执行瞬态热分析。这一步旨在找出在优化运行中表现最佳的材料，并达到优化目标。这一过程对于建立正确的设置并根据实际参考模型验证计算过程是必要的。
第二步涉及部署 modeFRONTIER 优化平台，以修改几何参数、增加隔热耐火材料的厚度以及加热线圈的尺寸。modeFRONTIER 仿真生成了超过 250 种候选设计，最终确定了最佳设计以及实现适当密封所需的最佳加热时间。
成果与价值
modeFRONTIER 在设计空间中进行了全面探索，最终收敛到最优的加热板配置，该配置能够使热量均匀分布在整个表面，直接影响密封工艺质量，并最终提升 DSSC 的长期稳定性。此外，通过使用 modeFRONTIER 实现整个设计优化过程的自动化，TRE 成功提高了加热板的质量，同时节省了时间和成本。正如 Daunia Solar Cell 的技术经理 Alessio Antonini 所说：“感谢 modeFRONTIER，操作人员不再需要采用试错法进行仿真，而是可以利用优化方法的‘人工智能’来自动寻找输入参数的最佳组合。”
使用 modeFRONTIER 优化前后的热分布对比
Tozzi Renewable Energy（TRE）
TRE（Tozzi Renewable Energy）隶属于 Tozzi Holding 集团，是一家可再生能源生产商，专注于风能、生物质能、小型水电站和光伏系统。TRE 每年销售由其可再生能源电厂产生的超过 400 MW 的电力，并有新电厂正在建设中，将新增 100 MW 的容量。TRE 目前正在监督多个研发项目，其中之一是由 TRE 初创公司 Daunia Solar Cell 正在开发的第三代光伏 DSSC 项目。
