【ZiDongHua 之創(chuàng)新自科文收錄關鍵詞：發(fā)電機  中國科學院   太陽能發(fā)電  生物質發(fā)電】
　　
　　科技日報 | 我研制出百千瓦級自由活塞熱聲斯特林發(fā)電樣機
　　
　　科技日報北京11月2日電 （記者陸成寬）
　　
　　記者2日從中國科學院理化技術研究所獲悉，該所成功研制國際首套百千瓦級自由活塞熱聲斯特林發(fā)電樣機。專家組現(xiàn)場測試結果顯示，在熱源溫度為530攝氏度時，發(fā)電樣機實測最大發(fā)電功率達102千瓦。
　　
　　自由活塞熱聲斯特林發(fā)電技術是一種新型熱發(fā)電技術?；谠摷夹g研制的發(fā)電機，主要由自由活塞熱聲發(fā)動機和直線電機兩部分組成。發(fā)動機主要組成部件為加熱器、熱聲換能器（傳統(tǒng)稱回熱器）、冷卻器等，直線電機主要組成部分為動力活塞、永磁體、線圈等。
　　
　　外部熱源通過加熱器向發(fā)動機輸入熱量，提高加熱器的溫度；外部冷源則從冷卻器帶走熱量，使之維持在較低的溫度。“當加熱器和冷卻器之間的溫差達到一定值、熱聲換能器內部形成一定的溫度梯度時，發(fā)動機內部的氣體就會產(chǎn)生自激聲振蕩，也就是氣體往復運動，將熱能轉化為聲波形式的機械能。”中國科學院理化所研究員羅二倉說，發(fā)動機產(chǎn)生的聲波又會推動直線電機的動力活塞往復運動，帶動永磁體改變線圈中的磁通量，感應出交流電，從而完成機械能到電能的轉化。
　　
　　不同于汽輪機、燃氣輪機和內燃機等傳統(tǒng)的熱機動力系統(tǒng)，該類型發(fā)電機中的熱聲斯特林發(fā)動機沒有壓縮機、膨脹機等機械運動部件。“它主要是利用聲波壓力的交替升高和降低實現(xiàn)氣體的壓縮和膨脹，同時通過氣體的往復運動與處于不同位置的高、低溫換熱器壁面進行換熱，完成能量轉化。”中國科學院理化所研究員胡劍英告訴記者。
　　
　　羅二倉表示，自由活塞熱聲斯特林發(fā)電機優(yōu)點突出。“一是系統(tǒng)簡單，機械運動部件少，可靠性高；二是理論振動小、噪聲低；三是理論效率高；四是熱源適應性好，可以利用太陽能、余熱、生物質能等各種不同形式的熱源。”羅二倉說。
　　
　　然而，由于自由活塞熱聲斯特林發(fā)電技術存在復雜的熱動力學問題，且涉及多項高難度加工及制備技術，單機最大功率一直難以獲得進一步的突破。同時，較小的單機功率也極大地制約了該技術的推廣應用。
　　
　　在中國科學院先導項目支持下，理化所研究團隊創(chuàng)建了先進的熱聲分析和設計理論，闡明了熱聲轉換、聲場調節(jié)、聲電匹配等機理問題，突破了高功率交變換熱、高精度氣體間隙密封、氣浮支撐多項關鍵技術，研制成功了國際首套百千瓦級自由活塞熱聲斯特林發(fā)電系統(tǒng)。
　　
　　胡劍英表示，自由活塞熱聲斯特林發(fā)電機功率的突破極大地拓展了其應用領域，使之成為太陽能熱發(fā)電、生物質發(fā)電以及分布式能源領域具有廣泛應用前景的新一代能源動力轉換技術。
　　
　　
　　對置型百千瓦熱聲斯特林發(fā)電機實物照片