Двигатель Стирлинга на солнечной энергии

Система Диш-Стирлинга мощностью 10 кВт в Фон-Ромё-Одейо, Франция

Двигатель Стирлинга на солнечной энергии — это тепловой двигатель, работающий за счет температурного градиента, создаваемого солнцем. Несмотря на то, что двигатели Стирлинга могут работать при небольшом температурном градиенте, более эффективно использовать концентрированную солнечную энергию .

Механическую мощность можно использовать напрямую (например, насосы) или использовать для выработки электроэнергии.

НАСА

3 августа 1976 года НАСА запатентовало тип двигателя Стирлинга, работающего на солнечной энергии. Он использовал солнечную энергию для перекачки воды из реки, озера или ручья. ^{[ 1 ]} Целью этого устройства является «предоставление недорогого, низкотехнологичного насоса, особенно полезного в ирригационных системах, используемых в слаборазвитых засушливых регионах Земли… [с использованием] основных принципов теплового двигателя Стирлинга». ^{[ 1 ]}

Мейер

Одна конструкция была запатентована Рулфом Дж. Мейером в 1987 году. ^{[ 2 ]} Его изобретение сочетает в себе тепловую машину, такую как двигатель Стирлинга , с солнечным коллектором для производства электроэнергии. ^{[ 2 ]} Этот аппарат состоит из большой тарелки, которая концентрирует солнечную энергию в фокусе в центре тарелки. Концентрированная солнечная энергия приводит в движение двигатель с циклом Стирлинга. ^{[ 2 ]} который работает, позволяя теплу течь от горячего источника к холодному поглотителю для выполнения работы. ^{[ 3 ]} Результат работы цикла Стирлинга затем приводит в действие генератор для выработки электроэнергии. Более того, для оптимального сбора тепла двигатель Мейера, работающий на солнечной энергии, требует, чтобы антенна всегда была направлена прямо на солнце, чтобы на коллекторе солнечной антенны не оставалось теней. Это создавало проблемы, поскольку для того, чтобы аппарат имел полный диапазон движения, необходимы системы смазки и вращения, что может поставить под угрозу структурную стабильность. ^{[ 2 ]}

Санвентион

Примерно в 2010 году компания Sunvention Solar Energy создала устройство, аналогичное конструкции НАСА, которое, по их словам, может перекачивать 100 000 галлонов в день исключительно за счет солнечной энергии и цикла Стирлинга и стоит всего 1250 долларов США. В этом аппарате, как и в других, использовалась большая солнечная антенна для сбора солнечного тепла и создания источника высокой температуры, а также использовалась вода низкой температуры из близлежащего ручья в качестве источника низкой температуры. Это обеспечило широкий температурный диапазон, что, в свою очередь, обеспечило большую мощность. Аппарат перекачивал воду на близлежащие поля, создавая «недорогой, низкотехнологичный насос, особенно полезный в ирригационных системах, используемых в слаборазвитых засушливых регионах земли».

Сравнение с солнечными панелями

Двигатели Стирлинга на солнечной энергии в некоторых ситуациях более эффективны в выработке электроэнергии, чем солнечные панели. ^{[ 4 ]} Теплоемкость и вращающаяся масса приводят к менее резким изменениям выходной мощности. Эксперименты показывают возможность более высокой эффективности. ^{[ 5 ]}

Двигатели Стирлинга, работающие на солнечной энергии, менее масштабируемы, чем солнечные панели. Они также более сложны, чем солнечно-электрическая система.

Двигатели Стирлинга, работающие на солнечной энергии, могут иметь вторичный источник тепла (например, газ), позволяющий работать ночью и когда небо облачно.

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б США 3972651 , Флетчер, Джеймс К. и Кирстен, Чарльз К., «Насос на солнечной энергии», опубликовано 3 августа 1976 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д US 4707990 , Meijer, Roelf J., «Двигатель Стирлинга на солнечной энергии», опубликован 24 ноября 1987 г., передан Stirling Thermal Motors Inc.
^ Моран, Майкл (2011), Основы инженерной термодинамики , Хобокен, штат Нью-Джерси, стр. 72–73. {{citation}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
^ «Энвиродиш-Промес» . Архивировано из оригинала 28 мая 2016 г.
^ «Двигатель Стирлинга ускоряет работу солнечных электростанций» . 28 января 2010 г.

Внешние ссылки

[Fletcher76-1] Перейти обратно: ^а ^б США 3972651 , Флетчер, Джеймс К. и Кирстен, Чарльз К., «Насос на солнечной энергии», опубликовано 3 августа 1976 г.

[Meijer87-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д US 4707990 , Meijer, Roelf J., «Двигатель Стирлинга на солнечной энергии», опубликован 24 ноября 1987 г., передан Stirling Thermal Motors Inc.

[Moran-3] Моран, Майкл (2011), Основы инженерной термодинамики , Хобокен, штат Нью-Джерси, стр. 72–73. {{citation}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[4] «Энвиродиш-Промес» . Архивировано из оригинала 28 мая 2016 г.

[5] «Двигатель Стирлинга ускоряет работу солнечных электростанций» . 28 января 2010 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]