Конструкция двигателя Стирлинга (с) иллюстрация с сайта www.stirling.ru
Первые элементарные двигатели внешнего сгорания были известны ещё в конце XVII века, однако впервые запатентовал их шотландский священник Роберт Стирлинг 27 сентября 1816 года. Двигатели Стирлинга разрабатывались в качестве альтернативы паровым машинам, котлы которых зачастую взрывались из-за слишком высокого давления или некачественных материалов.
Принцип работы двигателя Стирлинга заключается в постоянно чередующихся циклах нагрева (расширения) и охлаждения (сжатия) газа в закрытом цилиндре. При нагреве газ расширяется и двигает рабочий поршень. Этот поршень опускается, толкает шатун и поворачивает маховик. Одновременно изменяется положение так называемого вытеснительного поршня, который перемещает газ из нагретой в холодную зону. Газ остывает и создает обратное усилие на рабочий поршень. Вытеснитель затем перемещает газ в горячую зону, и весь цикл повторяется. В роли газа может использоваться обычный воздух, водород или гелий. Нагрев газа производится снаружи, поэтому двигатель Стирлинга относят к двигателям внешнего сгорания.
Концентратор солнечного света компании Infinia для нагрева горячей зоны двигателя Стирлинга (с) иллюстрация с сайта CNET News
Двигатель Стирлинга является уникальной тепловой машиной, поскольку его теоретическая эффективность равна максимальной эффективности тепловых машин - эффективности цикла Карно. КПД лучших серийных и опытных образцов двигателей Стирлинга составляет до 40-45%.
Из современных разработок на основе двигателя Стирлинга можно отметить электрогенераторы компании Infinia.
Установка, разрабатываемая специалистами Infinia, будет использовать энергию Солнца с помощью специального устройства для аккумуляции солнечной энергии, которая будет нагревать газ и приводить в действие двигатель Стирлинга. В отличие от традиционных солнечных батарей, коэффициент полезного действия которых составляет от 12 до 15% и редко достигает 22%, КПД установки Infinia на основе двигателя Стирлинга будет составлять не менее 24%. Мощность всей установки составит около трёх киловатт. Коммерческие поставки электрогенераторов компания Infinia планирует начать в 2008 году.
|
ua
ru
