据中国科学院理化技术研究所方面消息，该所目前已成功研制出百千瓦级发电功率自由活塞热声斯特林样机。

随着双碳目标的提出，太阳能、生物质能等可再生能源的高效利用为外燃式热电转化技术的发展提供了新的驱动力。

自由活塞热声斯特林发电技术具有高效、紧凑、静音、可靠等突出优点，在近年获得了越来越多的关注和重视。

图：自由活塞热声斯特林发电机结构示意图

近几年来，在中国科学院先导项目的支持下，中国科学院理化所热声技术研究团队基于先进的热声理论，阐明了声场调节、声电匹配、活塞漂移等机理问题，建立了系统的设计优化与分析理论，突破了气体弹簧、气浮支撑、电机冷却等多项关键技术，成功研制出国际首套百千瓦级自由活塞热声斯特林发电系统。

图：对置型百千瓦热声斯特林发电机实物照片

近期，经专家组现场测试，在热源温度为530℃时（熔盐加热)，实测最大发电功率达到了102kWe，突破了百千瓦发电功率。

该样机的研制成功使我国成为国际上首个掌握大功率自由活塞热声斯特林发电研制技术的国家，在太阳能热发电、生物质发电以及冷热电分布式联供等领域具有广泛的应用前景。

关于自由活塞型热声斯特林发电技术：

自由活塞型热声斯特林发电技术是斯特林发电技术的最新发展方向，它的发动机运动机构和发电机运动机构分别采用自由活塞以及往复振荡直线电机实现，由于没有传统斯特林发动机的曲柄连杆机构，因此从原理上可以做到没有侧向摩擦力，具有极高的可靠性和热转换效率。

自由活塞斯特林发动机在一定临界温差下就可以发生热驱动自激振荡，因此现代热声学理论也把这种自由活塞斯特林发动机作为众多热声发动机的结构形式之一。

自2010年以来，在国家科技部重点项目、中科院先导项目等支持下，中科院理化所研究团队此前已分别研制成功10kWe对置自由活塞热声斯特林发电样机，其发电效率达到35.5%；15kWe单侧自由活塞热声斯特林发电样机，发电效率超过35%以及60kWe对置自由活塞热声斯特林发电样机。

中科院理化所系列大功率自由活塞热声斯特林发电样机的成功研制可为我国未来新一代分布式能源系统以及特种发电需求提供一种新的技术途径。