国际首套！我国研发出百千瓦级自由活塞热声斯特林发电样机

中国科学院理化技术研究所最近有了一项新成果，成功研制国际首套百千瓦级自由活塞热声斯特林发电样机。

专家现场测试结果显示，在热源温度为530摄氏度时，发电样机实测最大发电功率达102千瓦。

据悉，自由活塞热声斯特林发电技术是一种新型热发电技术，基于该技术研制的发电机，主要由自由活塞热声发动机和直线电机两部分组成。

发动机主要组成部件为加热器、热声换能器（传统称回热器）、冷却器等，直线电机主要组成部分为动力活塞、永磁体、线圈等。

外部热源通过加热器向发动机输入热量，提高加热器的温度；外部冷源则从冷却器带走热量，使之维持在较低的温度。

当加热器和冷却器之间的温差达到一定值、热声换能器内部形成一定的温度梯度时，发动机内部的气体就会产生自激声振荡，也就是气体往复运动，将热能转化为声波形式的机械能。

然而，由于自由活塞热声斯特林发电技术存在复杂的热动力学问题，且涉及多项高难度加工及制备技术，单机最大功率一直难以获得进一步的突破。

在中国科学院先导项目支持下，理化所研究团队创建了先进的热声分析和设计理论，阐明了热声转换、声场调节、声电匹配等机理问题。

进而突破了高功率交变换热、高精度气体间隙密封、气浮支撑多项关键技术，研制成功了国际首套百千瓦级自由活塞热声斯特林发电系统。

研究人员表示，自由活塞热声斯特林发电机功率的突破极大地拓展了其应用领域，使之成为太阳能热发电、生物质发电以及分布式能源领域具有广泛应用前景的新一代能源动力转换技术。