在科技部“973”項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金委以及中國科學(xué)院太陽能行動(dòng)計(jì)劃等支持下，中科院理化技術(shù)研究所羅二倉研究員帶領(lǐng)的熱聲研究團(tuán)隊(duì)在大功率熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)/熱聲發(fā)電技術(shù)方面取得突破，在國際上首次提出并研制成功一種“聲學(xué)共振型氣體雙作用熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)原理樣機(jī)”，該實(shí)驗(yàn)原理樣機(jī)最大聲功輸出達(dá)到10kW，發(fā)電功率達(dá)到7.2kWe，最高發(fā)電效率達(dá)到20%，是迄今國際上研制成功的最大發(fā)電功率的熱聲發(fā)電系統(tǒng)(目前國際上最大發(fā)電功率僅為1kWe)，也是國際上首臺(tái)基于此新型熱聲發(fā)電流程研制的原理樣機(jī)。

　　熱聲發(fā)電技術(shù)是一種全新的熱功轉(zhuǎn)換與發(fā)電技術(shù)，熱聲發(fā)電系統(tǒng)主要由熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)和直線發(fā)電機(jī)組成。熱聲發(fā)電技術(shù)具有可靠性高、環(huán)保和潛在效率高的優(yōu)點(diǎn)，是近十幾來工程熱物理與動(dòng)力機(jī)械領(lǐng)域的一項(xiàng)前沿高新技術(shù)和研究熱點(diǎn)。目前，中國、美國、英國、荷蘭、法國、以色列、日本等都在大力開展熱聲發(fā)電技術(shù)的研究。

　　此前，該團(tuán)隊(duì)研制出傳統(tǒng)行波熱聲發(fā)電系統(tǒng)（Zhanghua Wu, Limin Zhang,Wei Dai, Ercang Luo*,Investigation on a 1kW traveling wave thermoacoustic electrical generator, Applied Energy 2014, 124:140-147）和機(jī)械共振型雙作用熱聲發(fā)電系統(tǒng)(Zhanghua Wu, Guoyao Yu, Limin Zhang, Wei Dai, Ercang Luo*, Investigation of a 3kW double-acting thermoacoustic electrical generator, Applied Energy 2014, available online)，所取得的發(fā)電功率和效率均居于國際領(lǐng)先水平（基于理化所技術(shù)研制的世界首臺(tái)雙作用太陽能發(fā)電系統(tǒng)于2014年4月在云南楚雄成功發(fā)電）。

　　此次研制成功的10kW級(jí)新型行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是基于該團(tuán)隊(duì)2013年提出的“一種聲學(xué)共振型熱聲發(fā)電系統(tǒng)”（中國發(fā)明專利CN201410028815.0）所研究開發(fā)的原理樣機(jī)，它比傳統(tǒng)行波熱聲發(fā)電系統(tǒng)的尺寸大大降低，具有更高的功率密度和熱功轉(zhuǎn)換效率。新型聲學(xué)共振型氣體雙作用熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)是：（1）潛在熱功轉(zhuǎn)換效率和功率密度高。采用多個(gè)高效行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)單元協(xié)同工作。（2）超低振動(dòng)和靜音特性。新型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，直線電機(jī)采用可調(diào)相超低振動(dòng)對(duì)置直線發(fā)電機(jī)。（3）系統(tǒng)尺寸小、緊湊性高。采用了高效行波傳輸，行波聲導(dǎo)管、諧振管尺寸小。

　　新型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的功率范圍適合10kW至MW級(jí)系統(tǒng)，可采用太陽能、生物質(zhì)能、工業(yè)余熱等各種能源加熱發(fā)電，具有廣泛的應(yīng)用前景。

聲學(xué)共振型氣體雙作用熱聲發(fā)電系統(tǒng)

太陽能熱聲發(fā)電系統(tǒng)（云南楚雄）