Silnik Stirlinga to rodzaj silnika cieplnego, który wykorzystuje procesy sprężania i rozprężania gazu, aby przetworzyć energię cieplną na mechaniczną. Został wynaleziony przez Roberta Stirlinga w 1816 roku. W artykule tym zostanie omówiona jego budowa, zasada działania oraz zastosowania.
Budowa silnika Stirlinga
Silnik Stirlinga składa się z kilku głównych części:
- Cylindra: Zawiera pracujący gaz, często powietrze, wodór czy hel.
- Tłoka: Wykonuje ruch w cylindrze, przemieszczając gaz.
- Regeneratora: Odzyskuje ciepło i przenosi je pomiędzy częściami silnika.
- Źródła ciepła i chłodnicy: Dostarcza i usuwa ciepło do i z gazu w silniku.
Zasada działania
- Sprężanie i Rozprężanie: Gaz jest sprężany i rozprężany w cylindrze przez tłok, co prowadzi do zmiany temperatury gazu.
- Przenoszenie Ciepła: Ciepło jest przenoszone do i z gazu przez źródło ciepła i chłodnicę.
- Odzyskiwanie Ciepła: Regenerator odzyskuje ciepło z gazu i zwiększa efektywność silnika.
Zastosowania
Silnik Stirlinga może być stosowany w różnych aplikacjach, takich jak:
- Generowanie Energii: Przetwarzanie ciepła na energię mechaniczną.
- Kogeneracja: Produkcja energii cieplnej i elektrycznej równocześnie.
- Napęd Pojazdów: Używany w niektórych pojazdach zasilanych alternatywnymi źródłami energii.
Tabela parametrów typowych silników Stirlinga
| Typ | Sprawność | Zakres Temperatury | Ciśnienie Maksymalne |
|---|---|---|---|
| Αlfa | 30-40% | 300-700°C | 10-30 MPa |
| Beta | 25-35% | 200-600°C | 5-20 MPa |
| Gamma | 20-30% | 100-500°C | 2-10 MPa |
Wykorzystanie w energetyce odnawialnej
Jako że silnik Stirlinga może działać na różnych źródłach ciepła, można go wykorzystać w systemach solarnych i innych odnawialnych źródłach energii. Przetwarzanie ciepła słonecznego lub innego odnawialnego ciepła na energię mechaniczną stawia go jako atrakcyjną alternatywę dla innych technologii.