中国首套百千瓦级自由活塞队热声发电机研制成功

2023-11-03 11:51:04 作者：姚立伟

中国科学院理化技术研究所近日成功研制出国际首套百千瓦级自由活塞队热声发电样机，这一成果近日在现场测试中得到了验证活塞队。结果显示，当热源温度达到530摄氏度时，发电样机的最大发电功率达到了102千瓦。

自由活塞队热声斯特林发电技术是一种新型的热发电技术，它由自由活塞队热声发动机和直线电机两部分组成活塞队。其主要结构包括加热器、热声换能器（传统上称为回热器）和冷却器等设备，而直线电机的主要组成部分则是动力活塞队、永磁体和线圈等部件。

该技术的工作原理是通过外部热源向加热器输入热量，从而提高加热器的温度；而外部冷源则从冷却器中抽取热量，使整个系统维持在较低的温度范围内活塞队。当加热器和冷却器之间的温差达到一定值，并且在热声换能器内部形成一定的温度梯度时，气体会产生自激声振荡，在这种情况下，气体会周期性地往复运动并将其储存在系统中的能量转化为声波形式的机械能。

然而，由于自由活塞队热声斯特林发电技术涉及复杂的热动力学问题以及多项高难度加工和技术要求，单机最大功率一直难以取得突破性进展活塞队。但在中国科学院先导项目的支持下，理化所的研究团队创建了先进的热声分析和设计理论，并详细阐释了相关的机理问题。他们成功解决了高功率交变换热、高精度气体间隙密封和气浮支撑等多项关键技术难题，并最终研制出了国际首套百千瓦级自由活塞队热声斯特林发电系统。

研究人员表示，这一技术突破极大地扩展了其应用领域，在太阳能、生物质能源以及分布式能源等领域具有广泛应用前景的新一代能源转换技术活塞队。