值得一提的是，即使在科幻小说中出尽风头，实际上自斯特林发明斯特林热机这 170 年
以来，斯特林机基本没有什么发展，这有点类似于当年爱迪生对特斯拉交流电的无情打压。
在常规汽轮机逐渐成熟的时代里，具有非凡意义的斯特林机遭到了既有技术的压制。如今新
兴的太阳能热发电给了斯特林机新的机会。

      对于太阳能热发电而言，太阳光的猛烈程度亦直接关系到集热器的温度，集热器的温度
越高，产生的蒸汽工质饱和度越高，更多的蒸汽可以参与推动涡轮机做功，效率自然也得
到了提升。

      为了提高太阳能利用率，缩小太阳能发电装置的体积，一方面，我们必须让太阳能反射
镜能跟踪太阳的运转，时刻能捕捉到大束的太阳光并将其聚集。为此，科学家发明了

“定日

镜

”，它能自动跟踪太阳的运转，调整反射镜的方向，便于单元体积的光电或光热转换设备

能尽可能多得获取太阳能。另一方面，为了增强对太阳光的聚光效果，我们要提高反射镜的
“聚光比”。目前具备定日功能的高聚光比的反射镜造价非常高，使得定日镜的成本仍占一个
太阳能电站建造成本的很大一部分。这使得带定日镜的太阳能电价一直维持在

0.5 美元/度以

上的高位。高效率与发电成本仍然是太阳能发电需要调和的矛盾。

      在太阳能热发电中，光热转化效率最高的是碟式太阳能热发电。由于这种碟片式分布的
反射镜聚光比可以达到

3000 以上，一方面使得接收器的吸热面积可以很小，从而实现较小

的能量损失（接收器吸收的热量散失程度较低），光热转换比最高可达

80%左右；另一方

面这样高的聚光比可使接收器的接收温度达

800 

℃以上，产生的蒸汽推动高效率的斯特林

热机，实现由等容加热

- 等温膨胀- 等容冷却- 等温压缩 4 个过程组成的热力循环，这个循

环很接近于卡诺循环模型。根据热力学第二定律，在相同的高、低温热源温度

T1 与 T2 之间

工作的一切循环中

,以卡诺循环的热效率为最高。理想状态下，斯特林热机的热力使用效率

几乎等于理论最大效率。

      然而受限于热机的设计、工质选择、流体流动特性、传热特性、辐射换热等因素， 目前美
国

SIM 公司生产的 STM4-120 型新一代斯特林发动机效率仅为 29.6%。欧美一些科研机构声

称在实验室条件下可实现斯特林热机效率达到

40%左右。要特别注意的是，斯特林热机

40%的效率是现有制造工艺下，最接近于理想卡诺循环下的转化效率，蒸汽推动热机做功
几乎不可能再高于此值。

      如此算来，太阳能热发电的光能→机械能最高转化效率可以达到 40%*80%=32%。热机
再推动发电机运转，最终总的光电转化效率可以达到

30%左右。