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Stirlingmotor

Stirlingmotor

Der Stirlingmotor wurde 1816 von Robert Stirling, einem schottischen Priester, erfunden. Das Ziel war, einen weniger gefährlichen Motor als die Dampfmaschine zu bekommen.

Der Betrieb des Stirling-Motors basiert auf der Expansion und Kontraktion eines Gases, das Helium, Wasserstoff, Stickstoff oder Luft sein kann. Dieses Gas wird zyklisch von einer kalten Quelle zu einer heißen Quelle gezwungen, wo es sich ausdehnt. Aufgrund des Vorhandenseins eines Temperaturgefälles zwischen den beiden Wärmequellen wird es als thermischer Motor (thermodynamischer Motor) betrachtet.

Ursprünglich wurde der Stirling-Motor als industrieller Hauptmotor konzipiert, um mit der Dampfmaschine zu konkurrieren, aber in der Praxis wurde er mehr als ein Jahrhundert lang nur für Haushaltsanwendungen und für Motoren mit niedriger Leistung verwendet.

Derzeit wird die Entwicklung noch untersucht. Die Tatsache, dass Sie nur eine externe Wärmequelle benötigen, gibt Ihnen eine große Vielseitigkeit, da Ihnen diese Tatsache die Möglichkeit gibt, viele Energiequellen für ihren Betrieb zu nutzen. Die Energiequelle eines Stirlingmotors, die für uns am wichtigsten ist, ist die Solarthermie, obwohl Sie auch alle Arten von Brennstoffen, Biomasse, Geothermie und andere verwenden können.

Betrieb eines Stirlingmotors

Stirlingmotor

Ein Stirling-Motor ist eine mechanische Vorrichtung, die in einem thermodynamisch "geschlossenen" regenerativen Zyklus mit zyklischer Kompression und zyklischer Expansion des Arbeitsfluids auf verschiedenen Temperaturniveaus arbeitet.

Der Motor ist eine Wärmekraftmaschine, die durch einen Kompressions- und Expansionszyklus eines Gases arbeitet. Es werden zwei Temperaturstufen verwendet, die eine Nettoumwandlung von thermischer Energie in mechanische Arbeit ermöglichen.

Wie die Dampfmaschine wird der Stirlingmotor traditionell als ein externer Verbrennungsmotor klassifiziert, da alle Wärmeübertragungen mit dem Arbeitsgas durch die Motorwand erfolgen. Im Gegensatz dazu wird in einem Verbrennungsmotor die Wärmezufuhr durch die Verbrennung eines Kraftstoffs im Körper des Arbeitsfluids vorgenommen.

Im Gegensatz zu einer Dampfmaschine schließt der Stirling-Motor eine feste Menge an Fluid in einem permanent gasförmigen Zustand wie Luft. Im Gegensatz dazu erfährt das Arbeitsfluid in der Dampfmaschine einen Phasenwechsel von flüssig zu gasförmig.

Wie es bei Wärmekraftmaschinen typisch ist, besteht der allgemeine Zyklus darin, das kalte Gas zu komprimieren, das Gas zu erhitzen, das heiße Gas zu expandieren und schließlich das Gas abzukühlen, bevor der Zyklus wiederholt wird. Die Effizienz des Prozesses ist sehr begrenzt durch die Effizienz des Carnot-Zyklus, der von der Temperaturdifferenz zwischen den heißen und kalten Tanks abhängt.

Der Stirling-Motor zeichnet sich durch eine hohe Effizienz im Vergleich zu Dampfmaschinen, einen leisen Betrieb und die Leichtigkeit aus, mit der fast jede Wärmequelle verwendet werden kann. Diese Kompatibilität mit alternativen und erneuerbaren Energiequellen wurde immer wichtiger, da die Kosten für konventionelle Kraftstoffe anstiegen, und auch angesichts von Bedenken, wie dem Höhepunkt der Ölförderung in der Vergangenheit und dem Klimawandel. Dieser Motor ist derzeit als Kern der Mikro-Verbrennungseinheiten von Wärme und Energie von Interesse, dh von Kraft-Wärme-Kopplung, in der es sicherer und effizienter als eine Dampfenergie ist.

Hinweise zum Stirlingmotor

DeMotor - Stirlingmotor - Stirlingmotorbetrieb als Wärmekraftmaschine, die mit der Dampfmaschine konkurrieren soll.

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Geändert am: 20. März 2018

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