分散式熱電聯供技術是一種接近使用者的高效供能技術，具有實現能量高效綜合利用和節能減排的優點，在實現雙碳目標方面具有重要的應用前景和發展潛力。近日，中國科學院理化技術研究所負責的國家重點研發計劃“多能互補與綜合梯級利用的分散式能源系統”及課題“多能互補的熱聲動力迴圈”完成了專案和課題的績效驗收工作。
透過專案實施，該課題取得了如下成果：發展並完善弱非線性熱聲理論模型，建立各類熱聲系統的較為系統的分析理論和設計方法；提出多種變溫熱源驅動的多級熱聲轉換流程，揭示其工作機制及轉換特性研究，突破高效調相、多級熱聲膨脹等關鍵技術，建立太陽能、變溫餘熱等驅動的多能輸入熱聲發電、熱電聯供及冷熱電多聯供等驗證性實驗平臺；研製出兩類驗證性原理樣機——諧振管型和自由活塞型多級熱聲發電供熱聯供系統。其中，諧振管型多級熱聲發電供熱聯供系統首次實現了25kW級的發電供熱聯供功率（圖1），能量利用效率達到87%以上，而多級自由活塞性熱聲系統可實現對500℃至250℃之間變溫餘熱的高效利用，所研製的樣機可實現55kW以上的發電供熱聯供功率，能量利用效率達到91%以上（圖2）。
本專案研製的熱聲斯特林發電供熱聯供樣機可為高效分散式供能系統提供新的技術途徑，並在太陽能、生物質能源以及天然氣等微小型熱電聯供領域應用廣泛。
圖1.多級熱聲發電供熱聯供系統示意圖（諧振管型）
圖2.多級變溫餘熱自由活塞熱聲發電供熱系統（自由活塞型）
來源：中國科學院理化技術研究所
