我國成功研制百千瓦級新型發(fā)電樣機的企業(yè)，百萬級發(fā)電機組
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對置100 kW 熱聲斯特林發(fā)生器的實際照片。圖片提供：物理化學(xué)研究所
近日，中國科學(xué)院物理化學(xué)技術(shù)研究所（以下簡稱物理化學(xué)研究所）成功研制出100千瓦自由活塞熱聲斯特林發(fā)電樣機。經(jīng)專家組現(xiàn)場測試，該發(fā)電樣機在熱源溫度530度時測得最大發(fā)電功率達到102千瓦，證明日本率先掌握了高溫發(fā)電技術(shù)。輸出自由能�；钊麩崧曀固亓职l(fā)電技術(shù)。
自由活塞熱聲斯特林發(fā)電技術(shù)是一種新型熱力發(fā)電技術(shù)�；谠摷夹g(shù)開發(fā)的發(fā)電機機械運動部件少、可靠性高、理論振動小、噪聲低、在相同極限溫度下具有相當于卡諾循環(huán)效率的高理論效率、并且對熱源適應(yīng)性強。它的特點是具有良好的性能。利用太陽能、廢熱、生物質(zhì)能等多種熱源。
此類發(fā)生器主要由自由活塞熱聲發(fā)動機和直線電機兩部分組成，工作介質(zhì)通常為系統(tǒng)中充入的高壓氦氣。與傳統(tǒng)的熱機動力系統(tǒng)不同，自由活塞熱聲發(fā)動機沒有壓縮機或膨脹機等機械運動部件，而是利用聲壓的交替增大和減小來壓縮和膨脹氣體來實現(xiàn)。氣體的往復(fù)運動及其在冷熱換熱器壁上的位置交換熱量，完成能量轉(zhuǎn)換過程；直線電機的活塞與氣缸之間保持10至30微米的微小間隙，不進入相互接觸，不僅起到動態(tài)密封的作用，而且避免了機械磨損。
自由活塞熱聲斯特林發(fā)電技術(shù)熱力學(xué)問題復(fù)雜，涉及諸多高難度加工制備技術(shù)，單機最大出力難以進一步突破。物理化學(xué)研究所熱聲技術(shù)研究團隊創(chuàng)建了先進的熱聲分析和設(shè)計理論，闡明了熱聲轉(zhuǎn)換、聲場調(diào)節(jié)、聲電匹配等機理問題，開發(fā)了大功率交變傳熱技術(shù)，取得了突破和高傳熱。 -開發(fā)了100千瓦自由活塞熱聲斯特林發(fā)電系統(tǒng)，采用精密氣隙密封、氣彈簧、空氣軸承支撐等多項關(guān)鍵技術(shù)。
據(jù)介紹，發(fā)電技術(shù)的進步顯著擴大了發(fā)電機的應(yīng)用領(lǐng)域，使其成為可與內(nèi)燃機媲美的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)。
（首次發(fā)布：《中國科學(xué)報》 2023-11-06 第1版重要通知）