Стирлинг — альтернативный источник электричества и тепла

Содержание статьи

• 1 Двигатель Стирлинга альтернативный источник электричества и тепла
  • 1.1 Двигатель внешнего сгорания
  • 1.2 Серийные генераторы и микроТЭЦ на двигателе Стирлинга
    • 1.2.1 Сложности отечественного производителя
  • 1.3 Альтернативные источники тепла для генератора Стирлинга
  • 1.4 Альтернативный генератор Стирлинга в свой дом

Генерация электроэнергии почти всегда связана с появлением побочного продукта – тепла. Даже фотоэлементы нагреваются, что снижает их КПД. Однако есть целый кластер устройств, в которых тепло не рассеивается, а может быть использовано для бытовых нужд. Сердце таких генераторов – двигатель Стирлинга.

Двигатель внешнего сгорания

Базовое отличие двигателя Стирлинга в том, что топливо сгорает не внутри цилиндра, а снаружи. Следовательно, внутреннее пространство остаётся герметичным и идеально чистым, без нагара и необходимости его обслуживания. Работает он практически бесшумно, так как нет детонации обогащённой топливной смеси.

Остальные достоинства можно обозначить так:

• Абсолютная экологическая безопасность.
• Простейшая конструкция обеспечивает высокую надёжность.
• Чрезвычайно высокий моторесурс.
• Всеядность по отношению к источнику тепла.
• Очень высокий КПД.

Обеспечить более полное сгорание топлива гораздо легче снаружи цилиндра, чем внутри. Нагрев можно проводить не только углеводородными энергоносителями, но энергией Солнца, используя высокотемпературные солнечные концентраторы. В такой комбинации, КПД альтернативного генератора электроэнергии превышает 30%!

Для сравнения – лучшие серийные фотоэлементы демонстрируют КПД только 24%. Именно бесшумность была решающим фактором для установки двигателя Стирлинга на подводные лодки последних серий в Японии и Швеции.

В середине 80-х годов 20-го века, в США собрали и установили двигатель Стирлинга в автомобиль Chevrolet Celebrity!(Chevrolet Celebrity MOD 2 Stirling)

На фото автомобиль AMC Spirit Stirling experimental engines

Результаты были поразительны: глушитель, смазка и катализаторы были уже не нужны, экономия топлива достигала 45%, а ускорение практически не изменилось.

На фото автомобиль NASA’s Stirling-engined Dodge D-150

Двигатели Стирлинга используются НАСА(NASA) даже в космических аппаратах.

Но у них есть и недостатки.

Для получения максимально достижимого на практике КПД, необходимо обеспечить очень высокую разницу температур в холодной и горячих частях цилиндра. В противном случае, снижается «удельная мощность».

На фото автомобиль P-40 OPEL STIRLING ENGINE

Идеальным рабочим телом (газом) является водород, но его молекулы настолько малы, что им удаётся «напитывать» материал цилиндра. Следующий по эффективности газ – гелий, но он дорогой. А КПД снижается на 5%. Но можно использовать и азот, и аммиак, и даже осушенный воздух. Но мощность будет ниже идеальной.

Серийные генераторы и микроТЭЦ на двигателе Стирлинга

Однако все эти недостатки не помешали фирме «Филипс» (Philips Stirling Engine), создать для массового производства проект переносного электрогенератора Стирлинга модель MP1002CA ещё в начале 50-х годов.

Он был предназначен для работы от любого горючего, вплоть до пальмового масла, и генерировал 0,2 кВт электроэнергии. Обиходное название – «Генератор для бунгало». Но к моменту производства, выяснилось, что он не может конкурировать по стоимости с аналогами на двигателе внутреннего сгорания. Поэтому их выпустили не более пятнадцати дюжин. И те разошлись по учебным заведениям, для наглядной демонстрации.

В наше время небольшие фирмы разрабатывают аналогичные устройства. Например в г. Магнитогорске, фирма «ЭНЕРГОТОНИКА» выпускает многотопливный мини теплоэлектрогенератор с двигателем Стирлинга ГДС-150.

Его масса всего 37 кг, он может работать на любом топливе, хоть на дровах, хоть на газе.

В режиме 7/24 работает несколько месяцев. Но в таком режиме он вырабатывает 0,2 кВт электричества + тепло для отопления. На короткий промежуток устройство выдаёт до 1кВт.

К коттеджу такой источник альтернативной энергии не подключишь, а вот в лесной заимке, охотничьей сторожке, на рыбацком стане или в избушке лесника, или для кемпинга ГДС-150 будет вписываться идеально.

Для частного жилого дома «ЭНЕРГОТОНИКА» под заказ выпускает микроТЭЦ «АМТЭС-5/25ДО». Работает она на дровах (опилки, щепки, стружка), выдаёт в час 5 кВт электроэнергии и 25 кВт тепла, стоит 850 т.р.

Корейская фирма выпускает аналогичное устройство Navien Hybrigen SE.

Работает он на газе, и производит только 1 кВт электричества, а по цене гораздо дороже — 1,07 млн. р.

Немцы выпускают микроТЭЦ VITOTWIN 300-W Mikro-KW. Используя только газ, установка выдаёт 1 кВт электрической энергии и 6 кВт тепла. Стоит более 20,5 т. евро.

Обратите внимание, что все эти микроТЭЦ работают на двигателе Стирлинга. Только в западных странах они называются «m-CHP»

Сложности отечественного производителя

По техническим параметрам, российские микро ТеплоЭлектростанЦии на двигателе Стирлинга ни чем не уступают иностранным аналогам, а даже превосходят их по «всеядности». В ценовом сегменте они тоже выигрывают, но при внимательно изучении, оказывается, что стоимость может быть снижена в 3-5 раз!

Руководитель фирмы «ЭНЕРГОТОНИКА» Виктор Закомолдин дал довольно подробное объяснение. Оказывается в России абсолютно разрушены все производственные мощности, которые раньше выпускали простейшие комплектующие для дизельных двигателей и другие мелкие детали. Закупать их приходится в Китае. А доставка с растаможкой увеличивает стоимость в 7-10 раз! Политика Господдержки, объявленная правительством, оказалась фикцией.

При выходе на серийное производство из отечественных комплектующих, стоимость всей выпускаемой продукции будет снижена в 3,5-5 раз! Какая может быть тогда конкуренция, у немецкой m-CHP ценой 1,7 млн. руб, с отечественной микроТЭЦ за 300 т.р., если по техническим характеристикам Российский аналог уже вышел в отрыв.

Ведь работая в режиме максимальной производительности, магнитогорский микрогенератор АМТЭС-5/25ДО
потребляет всего 10 кг опилок и древесной щепы в час! выдавая 5 кВт элетроэнергии и 25 кВт тепла. Фактически — золотая жила

С такой микроТЭЦ на двигателе Стирлинга, жильё станет на 100% энергонезависимым. Например, можно поставить коттедж в поле, и к нему не надо будет тянуть линию электропередач и газопровод! А одна проектная разработка этих коммуникаций будет стоить гораздо больше миллиона. Впоследствии, предстоит оплачивать постоянно растущие тарифы на газ и электроэнергию.
В составе магнитогорской микроТЭЦ, имеется бункер на 0,7 куб. м. Одной полной загрузки хватает на 2 суток беспрерывной работы. Тепло можно использовать не только для отопления жилья, но и для бани, хранить в теплоаккумуляторе.
И главное ничего не надо изобретать! Всё уже имеется, но крупные заказчики ориентированы на углеводородные энергоносители, и привязку потребителя к центральным энергосетям.

Может быть после окончания эпидемии коронавируса COVID-19, ситуация начнёт исправляться. Но пока до 70% деталей закупается в Китае, изменений ждать не приходится.

Альтернативные источники тепла для генератора Стирлинга

Скрупулёзное изучение разных подходов в генерации электричества с использованием альтернативных источников энергии вскрыли любопытную особенность. Оказывается, что при комбинации высокотемпературных солнечных концентраторов с двигателем Стирлинга, КПД системы повышается до 34%!

Начиная с 2005 года, сначала в США, затем в Испании и даже в Великобритании, начали устанавливать альтернативные генераторы электричества, для которых не требовались такие высокотехнологичные материалы как фотоэлементы. Схематично такую конструкцию можно представить как параболическое зеркало, в фокусе которой помещали генератор на двигателе Стирлинга.

Эффект был потрясающий! Такое сочетание простейших устройств практически не имело недостатков:

• Бесшумность работы;
• Отсутствие любых выбросов в атмосферу;
• Двигатели не требуют обслуживания;

Для работы в ночное время, разработчики придумали хитрую систему накопления избыточной тепловой энергии в локальных подземных теплоаккумуляторах.

Нагретый теплоноситель закачивается в небольшие подземные хранилища с высокой степенью теплоизоляции в течении светового дня. Ночью по системе изолированных трубопроводов этот теплоноситель подаётся на рабочий цилиндр генератора Стирлинга, и генерация не останавливается. Производительность снижается почти на 50%, но выработка электроэнергии идёт безостановочно круглые сутки!

Преимущество перед солнечными панелями проявлялось и в стабильности работы при переменной облачности. Ведь если Солнце закрывается облаками, то фотоэлементы резко снижаются производительность, а альтернативный генератор Стирлинга продолжает работать.

Одна такая солнечная тарелка Стирлинга на пике вырабатывает 34 кВт электроэнергии. Компания United Sun Systems с 2015 года выпустила более 20 тысяч таких устройств. Успешно функционируют серьёзные электростанции, например Imperial или Calico, которые генерируют более 800 МВт электроэнергии с самой низкой себестоимостью.

Некоторые из выпускаемых конструкцию, например SunCatcher, хорошо масштабируются, и небольшие солнечные тарелки Стирлинга мощностью 3-5 кВт устанавливаются на крышах зданий с 2010 года.

Альтернативный генератор Стирлинга в свой дом

Этот сегмент альтернативной энергетики практически не освоен на постсоветском пространстве. Сказывается политика правительства, которая препятствует развитию на практике альтернативной энергетики. Упор делается на нефтегазовый сектор, как в колониальных странах.

Для личных нужд, умельцы такую перспективную комбинацию начнут рассматривать в ближайшее время. Сразу, как только окончится переформатирование страны, скрытой под маской коронавирусной эпидемии COVID-19.

Вероятно, Вам также понравятся следующие материалы:

Автономное электроснабжение

Спасибо, что дочитали до конца! Не забывайте подписываться на наш канал, Если статья Вам понравилась!

Следите за нами в твиттере: https://twitter.com/Alter2201

Делитесь с друзьями, оставляйте ваши КОМЕНТАРИИ   (Ваши Комментарии очень помогают развитию проекта)

Добавляйтесь в нашу группу в ВК:        

ALTER220 Портал о альтернативную энергию

и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее!!!

Стирлинг-генератор сельского профиля — Энергетика и промышленность России — № 05 (337) март 2018 года — WWW.

EPRUSSIA.RU

Стирлинг-генератор сельского профиля — Энергетика и промышленность России — № 05 (337) март 2018 года — WWW.EPRUSSIA.RU — информационный портал энергетика

http://www.eprussia.ru/epr/337/368480.htm

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 05 (337) март 2018 года

Двигатель Стирлинга долгое время считался полузабытым курьезом энергетической техники. Однако столичные ученые с помощью Солнца, современных материалов и технологий опровергают эту точку зрения.

Разработка экологически безопасных или «зеленых», надежных и дешевых энергетических установок для получения, в частности, электрической энергии – это очень актуальное направление в малой энергетике нашего времени. Особенно в такой технике могут быть заинтересованы сельские потребители, доля которых на территории нашей страны не так уж мала.

Именно над разрешением такой проблемы работают Владимир Майоров, Владимир Панченко и их коллеги из лаборатории по направлению солнечной энергетики Всероссийского научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ) Федерального научного агроинженерного центра под научным руководством академика РАН Дмитрия Стребкова.

Информационная фундаментальность

Первое, что необходимо отметить при рассмотрении вопроса о «зеленом» бестопливном стирлинг-генераторе, касается фундаментальной информационной поддержки. Разработчики данной техники настоящего и будущего обстоятельно и внимательно изучили труды предшественников в этой области, подготовили еще на проектно-изыскательной заре создания «зеленого» стирлинг-генератора интересные научно-технические обзоры (В. А. Панченко. Термодинамическое преобразование возобновляемой энергии посредством двигателя Стирлинга// Альтернативный киловатт. – 2010. – № 5. – С. 20‑29; В. А. Панченко. Применение различных рабочих тел в двигателе Стирлинга// Альтернативный киловатт. – 2011. – № 4. – С. 40‑42).

Здесь будет к месту сказать, что фундаментальный пласт научных знаний, в частности по двигателям внешнего сгорания и альтернативной энергетике, бережно сохраняется и умножается в стенах уникальной энергетической библиотеки ВИЭСХ силами и энергией ее заведующей – Татьяны Морозовой.

Солнце, воздух и фотостирлинг

«Спутниковая тарелка» вырабатывает электричество! Именно такая ассоциация приходит в голову, когда наблюдаешь за работой своеобразной бестопливной и экологически чистой в действии микроэлектростанции мощностью до нескольких сотен ватт. Экспериментальный образец, внешне действительно очень похожий на тарельчатую антенну спутникового телевидения, вполне может развивать столь малую электрическую мощность, хотя, думается, что принципиально реально достичь и, по меньшей мере, единиц электрических киловатт в более масштабных подобных энергетических установках.

Как известно, при работе фотоэлектрических приемников (преобразователей) совместно с параболоидными концентраторами солнечного излучения обнаруживаются определенные недостатки. К ним можно отнести: затемнение площади поверхности концентратора самим фотоэлектрическим приемником, определенная сложность фокусировки, потери энергии на рабочей поверхности концентратора, неравномерность засветки. Так, в центре фокального пятна параболоидного концентратора распределение приходящего солнечного излучения весьма однородно. Однако по мере удаления от центра распределение освещенности по поверхности концентратора изменяется; освещенность может снижаться в 1,5 раза и даже больше.

Как повысить эффективность параболоидного концентратора солнечного излучения? Ответ на этот вопрос ученым ВИЭСХ подсказало забытое прошлое из области энергетической техники XIX столетия в лице двигателя Стирлинга. Теперь последний стал весьма прогрессивным элементом в конструкции современной бестопливной и экологически чистой в действии микроэлектростанции, работающей от Солнца.

Сама принципиальная идея воплощения солнечного стирлинг-генератора была известна и раньше. К примеру, такую энергетическую установку для выработки электрической энергии предлагалось еще в 1960‑х гг. на страницах американского журнала «Популярная наука» изготовить в домашних условиях (H. Walton. Amazing No-Fuel «Space» Engine You Can Build// Popular Science. – 1965. – July. – P. 106‑110, 176). Однако российским ученым из ВИЭСХ удалось совместить воздушный двигатель Стирлинга, подобный по конструкции изображенному на рисунке (Stirling Engine for Solar Reflector by Doug Wehrly, GrabCAD Internet Community), с параболоторическим концентратором солнечного излучения и фотоэлектрическими преобразователями. Чем же хорош получившийся гибрид?

Комбинированная электростанция

Конструкция концентратора солнечного излучения выбрана из таких соображений, чтобы при совместной с ним работе двигателя Стирлинга обеспечивался эффективный нагрев рабочего тела (воздуха) в цилиндре. Сам концентратор фокусирует поток солнечной энергии на специальный приемник-нагреватель, входящий в конструкцию двигателя Стирлинга. Этим самым достигается нагрев приемника-нагревателя солнечными лучами до температуры порядка 400° C или больше. В радиаторе двигателя Стирлинга отработавший воздух охлаждается до температуры не выше 50° C. Что полезного дает это охлаждение?

КПД двигателя Стирлинга будет зависеть, в частности, от величины располагаемого перепада энтальпий рабочего тела на входе в двигатель и выходе из него. Поэтому, как нетрудно догадаться, с целью увеличения КПД стирлинг-электростанции конструкция двигателя дополнена системой водяного охлаждения. При этом, что интересно, водяная рубашка охлаждения двигателя является одновременно и посадочной поверхностью для фотоэлектрических элементов. Оригинально и полезно!

Почему в качестве рабочего тела для двигателя Стирлинга выбран воздух? Во-первых, атмосферный воздух распространен повсеместно, он бесплатен и является безопасным в обращении газом. Во-вторых, как известно, при низких частотах вращения и малых удельных мощностях эффективный КПД двигателя Стирлинга практически мало отличается при использовании в нем воздуха, гелия либо водорода. Так зачем же применять дорогостоящие или опасные газы, если можно с успехом обойтись даровым и безопасным? Вот вам и ответ на заданный выше вопрос.

Созданный в ВИЭСХ параболоторический концентратор солнечного излучения характеризуется, следует отметить, равномерной освещенностью по окружности цилиндрического приемника-нагревателя двигателя Стирлинга. Это, как оказывается, создает благоприятные условия для работы и фотоэлектрических элементов, обеспечивая их практически равномерную засветку. Кстати, лепестки концентратора солнечного излучения, которых в его конструкции предусмотрено 12 штук, были разработаны с использованием системы автоматизированного проектирования и изготовлены из тонкого светоотражающего листового алюминия. Между собой они были соединены в параболотороид. Сам же двигатель Стирлинга, обеспечивающий привод электромашинного генератора, был помещен в фокус этого параболоторического концентратора солнечного излучения.

Подводя итоги всему сказанному выше, хотелось бы заметить, что воздушный стирлинг-генератор микромощного класса принципиально возможно отапливать не только солнечными лучами, но и при помощи более традиционных для сельских потребителей нагревательных установок. Так, для этой цели вполне сгодятся печи и топочные устройства бытовых отопительных котлов.

Тогда может получиться не стирлинг-микроэлектростанция в чистом виде, а уже некое фактическое подобие микроТЭЦ, представляющее собой энергетическую установку для комбинированной выработки тепловой и электрической энергии.

Также читайте в номере № 05 (337) март 2018 года:

• Павел Ливинский: опытный топ-менеджер для «Россетей»

  В сентябре прошлого года руководителем холдинга «Россети» был назначен Павел Ливинский. Возглавив крупнейшую энергетическую компанию страны, он стал одной из ключевых персон в российской энергетике….

• Трансформаторное оборудование: рецепт качества – в контроле производства

  При выборе трансформаторного оборудования качество является ключевым моментом. Как быть уверенным в надежности выбранной продукции?…

• В Ростовской области построят ветропарк

  Губернатор Ростовской области Василий Голубев и генеральный директор ПАО «Энел Россия» Карло Палашано Вилламанья (на фото) на Российском инвестиционном форуме в Сочи подписали соглашение о строительстве ветропарка в Донском регионе.
  …

• С приставкой «супер»: мощные собратья персональных компьютеров

  Для большинства людей слово «компьютер» ассоциируется с персональными компьютерами, которые сегодня можно увидеть в любом доме и офисе.
  …

• Создается ремонтный центр

  Выполнение задач 2018 г. по выработке электроэнергии, а также обеспечение безопасности, надежности и устойчивой работы энергоблоков стало ключевой темой выездного совещания главных инженеров АЭС России, которое прошло на Калининской АЭС.
  …

Смотрите и читайте нас в

• — Выберите область поиска —
• — Выберите область поиска —
• Искать в новостях
• Икать в газете
• Искать в каталоге

‘

Генераторы двигателей Стирлинга

– источники и ответы

Генераторы двигателя Стирлинга еще не стали товаром. Поэтому получить тот, который был бы правильным для вас, часто бывает сложно.

Продают ли компании генераторы Стирлинга?

На сегодняшний день некоторые двигатели доступны в виде законченных, готовых к использованию продуктов. Большинство из них предназначены для производства как тепла, так и электроэнергии с высоким комбинированным уровнем эффективности.

Резюме этой статьи

В этой статье вы узнаете, что вам нужно знать о покупке генератора с двигателем Стирлинга, от стоимости до различных доступных типов.

Щелкните любую из этих ссылок, чтобы перейти к разделу:

1. Высокая стоимость генераторов двигателя Стирлинга
2. Отсутствие продукта
3. Доступные продукты для комбинированного производства тепла и электроэнергии
4. Доступные низкотемпературные модели
5. Наличие прототипа
6. Любители лодок
7. Новые возможности исследования

Что вам следует знать

Бытовой комбинированный тепловой и электрический двигатель производства Ökofen¹.

Первое, что вы должны знать, это то, что вам не следует тратить время на то, чтобы купить его в местном строительном магазине, потому что у них его нет.

Быстрый поиск генераторов двигателя Стирлинга в Google выдает некоторые паровые двигатели и некоторые двигатели с маркой «Стерлинг», которые не являются двигателями цикла «Стирлинг».

Высокая стоимость генераторов двигателя Стирлинга

Низкий объем = высокая себестоимость единицы продукции

Каждый раз, когда вы ищете продукт, который не был произведен миллионами, вы должны ожидать, что заплатите больше, чем за продукты, которые производится миллионами.

Вы платите больше времени за разработку проекта, который никогда не создавался в больших объемах.

Это относится как к бензиновым двигателям, так и к двигателям Стирлинга.

Бензиновые и дизельные генераторы — продукция больших объемов

Бензиновые и дизельные генераторы были произведены миллионами, и поколения инженеров придумали, как снизить затраты.

Итак, когда вы найдете генератор с двигателем Стирлинга, вы не должны ожидать, что он будет таким же дешевым, как сопоставимый бензиновый или дизельный генератор.

Могу ли я сэкономить деньги, сделав один?

«Создание двигателей Стирлинга», Энди Росс.

Короткий ответ: да, теоретически можно.

Есть много домашних механических мастерских и небольших механических мастерских с достаточными возможностями, чтобы сделать небольшой двигатель Стирлинга, который производит некоторую мощность.

Проектировать двигатели Стирлинга сложно

Большая трудность в создании хорошего двигателя Стирлинга своими руками заключается в поиске подходящей конструкции, которая, вероятно, будет хорошо работать с первой попытки.

Я настоятельно рекомендую вам не рассматривать создание двигателя Стирлинга как совершенно новую конструкцию с первой попытки.

Держите свой первый самодельный проект как можно ближе к хорошо зарекомендовавшей себя конструкции с хорошими характеристиками.

Неожиданные правила проектирования

Правила проектирования для создания хорошего двигателя Стирлинга никогда не очевидны для людей, пытающихся построить свой первый двигатель, но позже в этой статье я дам вам несколько советов по созданию двигателя Стирлинга, который, вероятно, будет работать. самый первый раз.

Если вы будете следовать правилам проектирования, которые хорошо работают для двигателей внутреннего сгорания, ваш двигатель будет работать плохо или вообще не будет работать.

Проблема эффективности

Система Стирлинга на солнечной энергии

Люди, изучавшие двигатели Стирлинга, знают, что они могут быть одними из самых эффективных двигателей в мире. Действительно, это правда.

Так что в этом плохого?

Что ж, в этом нет ничего плохого, за исключением того, что каждый раз, когда одно конструктивное ограничение, такое как термодинамическая эффективность, становится основной целью проектирования инженерной программы, другие важные вещи, такие как окончательная цена и простота производства, страдают.

Что происходит, когда вы требуете эффективности

Если у вас есть хорошо финансируемая исследовательская программа, и вы наняли все лучшие инженеры, необходимые для разработки двигателя Стирлинга, и вы говорите этим инженерам, чтобы они сделали максимально эффективный двигатель, они будут действительно сделать наиболее эффективным, что они могут сделать.

Но тогда этому двигателю придется конкурировать на рынке с бензиновыми и дизельными двигателями, цены на которые снижались на протяжении многих, многих поколений.

Если бы вы попросили те же двигатели стремиться к балансу эффективности, простоты производства и цены, по которой выгодно производить и продавать по конкурентной цене, они бы так и сделали.

Термодинамическая эффективность обычно не должна быть основной целью проектирования новых двигателей Стирлинга, если кто-то хочет продавать их на конкурентном рынке.

Доллары за ватт — идеальная добротность

Люди никогда не принимают решения о какой-либо технологии, не имея других вариантов, из которых они могут выбирать.

Когда люди рассматривают возможность покупки двигателя Стирлинга, они всегда будут сравнивать его с каким-либо другим вариантом производства энергии.

У людей всегда есть технологические возможности

Может быть, они сравнивают двигатели Стирлинга с солнечными батареями или, может быть, сравнивают их с дизельными и бензиновыми генераторами.

Дело в том, что в голове у покупателя всегда возникает сравнение двигателей Стирлинга с чем-то другим. Первоначальная цена покупки технологии часто является наиболее важным фактором при принятии такого рода решений.

Какими должны быть инженерные цели

Руководство по проектированию двигателя Стирлинга Уильяма Мартини

Инженеры, разрабатывающие новые двигатели Стирлинга, должны уделять очень пристальное внимание тому, сколько клиенты, которым они надеются продавать, будут платить за ватт мощности.

Такие вещи, как стоимость доставки и установки и все, вплоть до стоимости коробки, имеют значение и должны учитываться на самых первых этапах разработки нового двигателя.

Отсутствие продуктов

Исследования Деньги производят исследования, а не продукты

Я открыл этот веб-сайт www.stirlingengine.com в 1998 году, и за пару лет до этого я интересовался двигателями Стирлинга.

С тех пор и до сегодняшнего дня я видел, как многие исследовательские проекты, финансируемые государством, не производили продукты, которые можно было бы выгодно продавать населению. Вероятность отказа составляет почти 100%.

Это случалось так часто, что я ожидал этого.

Крутые исследовательские проекты создают захватывающие заголовки, интересные прототипы и отчеты, но они не производят продукты, которые кто-либо когда-либо купит.

The Wrong Research

Одна из причин, по которой большинство исследований двигателей Стирлинга не привели к продуктам, которые вы могли бы купить, заключается в том, что было проведено много исследований, чтобы попытаться подобрать двигатели Стирлинга для приложений, для которых они не очень подходили.

Двигатели Стирлинга в автомобилях — плохая идея

НАСА финансировало проекты по установке двигателей Стирлинга в автомобили, такие как этот Dodge D-150.

Был крупный исследовательский проект, финансируемый государством, по установке двигателей Стирлинга в автомобили.

Но двигатели Стирлинга по своей природе медленно разгоняются, и их трудно эффективно регулировать (быстро перейти от холостого хода к полной мощности).

Таким образом, никогда не было хорошего соответствия между технологией и приложением.

Стратегии продаж, которые не работают

Инженеры любят проектировать, а маркетологи любят рынок.

Двигатели Стирлинга часто разрабатывались инженерами-энтузиастами.

Но в жизненном цикле любого продукта наступает момент, когда нужно прекратить разработку и начать продавать.

Инженеры не любят маркетинг

Теплоэлектроцентраль производства Whispergen.

Естественно, инженеры обычно не приспособлены для этого и часто ищут выход.

Распространенная ошибка в стратегии — передать маркетинг другой компании, которая не увлечена продуктом.

Классическая маркетинговая ошибка Стирлинга

Как я могу продавать свой двигатель Стирлинга в сотрудничестве с крупным коммунальным предприятием или чем-то подобным?

Именно такая маркетинговая стратегия привела к краху новозеландской компании WhisperGen в 2012 году. Они поручили маркетинг крупной компании, которой было все равно, и неудивительно, что проект провалился.

Пока я пишу это, исследовательская компания Dean Kamen’s Company DEKA следует той же стратегии, которая, вероятно, потерпит неудачу с ее превосходным двигателем Стирлинга, сочетающим тепло и мощность.

Генераторы, которые можно купить

Ниже приведен список всех проектов двигателей, производящих энергию, которые мы могли найти на рынке на момент написания этой статьи.

Я не рекомендую ни одну из этих компаний. Я просто говорю, что это те, которые мы смогли найти.

Если вы проявите должную осмотрительность, возможно, у одного из них может быть продукт, который подходит именно вам.

Комбинированные теплоэлектрогенераторы Стирлинга

Одним из лучших применений двигателей Стирлинга является выработка электроэнергии, а также улавливание отработанного тепла и его использование для нагрева воды.

Это может быть сделано для домашнего использования или для коммерческого применения, такого как прачечная самообслуживания.

Когда и электричество, и горячая вода имеют полезное применение, эти машины в целом могут иметь очень высокий КПД.

Ознакомьтесь с полным списком комбинированных систем тепло- и энергоснабжения, доступных для покупки, на нашей рекомендуемой странице.

Генераторы перепада низких температур

Генератор Sunpulse 500 производства Sun Orbit имеет мощность 600 Вт и диаметр 1300 мм.

Я знаю одну компанию, которая продает двигатель Стирлинга с низким перепадом температур.

Это компания Sun Orbit из Германии и их линейка двигателей для солнечных столбов. Веб-сайт на немецком языке, но Google Translate поможет вам, если вы не читаете по-немецки.

Наличие прототипов

У кого могут быть старые прототипы?

Редко когда двигатели Стирлинга прошли дорогостоящий процесс разработки, а затем были списаны после завершения программы.

Обычно их кладут на хранение на долгое время, пока кому-то не надоест их хранить, и, наконец, они продаются как государственные излишки.

Эти старые прототипы можно найти

Итак, начиная с эпохи разработки современных двигателей Стирлинга, вы должны знать, что компания Phillips Electronics и многие другие компании за эти годы разработали довольно много двигателей Стирлинга.

Если вы хотите найти его, вы можете настроить пользовательский поиск на eBay или аналогичном сайте, который в конечном итоге может найти вам генератор двигателя Стирлинга, который вы ищете.

Ныне обанкротившаяся новозеландская компания WhisperGen изготовила несколько двигателей Стирлинга для комбинированного нагрева.

Почему прототипы не вышли на рынок?

За прошедшие годы было построено много прототипов, большинство из которых отлично работали, но так и не были выпущены на рынок по причинам, не связанным с тем, работала технология или нет.

Возможно, стиль предоставления денег на исследования изменился, и они не получили гранты следующего поколения. Или, может быть, финансирования больше не было.

В любом случае, это привело к закрытию проекта.

Обычно прототипы не выбрасывали. Итак, эти двигатели существуют и были бы лучшим стартом для многих новых проектов, чем чистый лист бумаги.

Любители лодок

Одна из замечательных особенностей Соединенного Королевства заключается в том, что там очень терпимо относятся к эксцентричности, и у достаточного количества людей есть талант и деньги, чтобы заниматься интересными вещами, такими как создание двигателя Стирлинга для приведения лодки в движение.

Лодки, о которых мы говорим, — это медленные каноэ и скифы, которые хорошо себя чувствуют в очень спокойных реках и озерах.

Сила Стирлинга заменяет человеческую силу

Норрис Бомфорд за штурвалом своей лодки, работающей на двигателе Стирлинга.

Как правило, это те же лодки, которые могут приводиться в движение веслами, но в Великобритании есть любители лодок, которые построили двигатели Стирлинга.

И они, вероятно, будут очень щедры, помогая новичку-любителю начать строить новый двигатель, который мог бы работать.

Новые возможности исследования

Если у вас достаточно денег и вы хотите нанять компанию для исследования двигателя Стирлинга и разработки нового прототипа, вам повезло.

Есть компании, которые уже очень давно занимаются исследованиями и продажей прототипов.

Наиболее примечательным является Sun Power в Афинах, штат Огайо.

Если вы нанимаете компанию для выполнения работы за вас, вам нужно будет дать им строгие инструкции относительно показателей качества, которые вы хотите использовать для оценки проекта.

Помните, важно учитывать цену изготовления и полную стоимость доставки до заказчика.

Можно ли выгодно производить и продавать двигатель по цене, которую люди готовы платить?

Оставьте нам комментарий

Если у вас есть какие-либо вопросы или если вы нашли другие источники генераторов двигателей Стирлинга, пожалуйста, оставьте их в комментариях ниже.

Все комментарии проходят модерацию, поэтому мы можем не опубликовать их сразу, но опубликуем.

¹Фото предоставлено: Ökofen

Генератор двигателя Стирлинга Абсолютный тепловой двигатель

Генератор двигателя Стирлинга представляет собой герметичный высокоэффективный «тепловой двигатель», который приводится в действие лучистой энергией, поступающей от солнца или любого другого внешнего источника. нагревать. Изобретенный Робертом Стерлингом, отсюда и его название, почти двести лет назад, Двигатель с циклом Стирлинга представляет собой тип солнечного двигателя или солнечного двигателя, который работает с использованием принципа термодинамики, чередуя циклы горячей и холодной температуры рабочего газа.

«Двигатель Стирлинга» состоял в основном из нагреваемого снаружи, обычно солнцем, двигателя горячего воздуха, управляемого тем, что Роберт Стирлинг назвал «экономайзером», который поглощает тепло и отдает его в замкнутое внутреннее воздушное пространство и из него. Когда воздух (или какая-либо другая форма рабочего газа) внутри этого замкнутого пространства нагревается, он расширяется, а когда охлаждается, сжимается. Поршень приводится в движение за счет сжатия или расширения рабочего газа, обычно гелия или водорода, который никогда не покидает двигатель.

Генератор двигателя Стирлинга и тарелка

Итак, двигатель Стирлинга работает, попеременно нагревая и охлаждая газ внешним источником тепла, извлекая энергию из расширения и сжатия газа. Это приводит к изменению давления, которое используется для приведения в действие поршня внутри цилиндра двигателя почти так же, как работает паровая машина Ренкина.

Отличие на этот раз в том, что для привода поршня используется газ, а не пар. Эта высокоэффективная солнечная термодинамическая нагревательная машина преобразует разницу температур (тепловую энергию) в механическую энергию (кинетическую энергию).

Мы видим, что двигатель Стирлинга представляет собой возвратно-поступательный поршневой двигатель на солнечной энергии, который использует солнечное излучение для производства тепла вместо традиционного ископаемого топлива. Свободнопоршневой двигатель Стирлинга использует колебательное поведение двух поршней разной массы, причем тяжелый поршень задерживается на половину периода колебаний по отношению к более легкому.

Электрический генератор напрямую соединен с валом двигателя Стирлинга, который преобразует механическую энергию в требуемую электрическую энергию переменного тока и, таким образом, представляет собой систему, в которой существенным фактором является разница температур. Выходная мощность двигателя Стирлинга в основном регулируется изменением давления рабочего газа внутри поршневого цилиндра.

Солнечный свет содержит в тысячи раз больше энергии, чем мы, люди, можем использовать, но использование этой свободной энергии может быть дорогостоящим. Наиболее распространенным методом является использование фотогальванических элементов, которые превращают солнечный свет непосредственно в электричество. Но мы также можем использовать огромную энергию солнца для нагрева воды и жидкостей либо напрямую, либо с помощью башни солнечной энергии и зеркал гелиостата для отражения тепла на двигатели Стирлинга, которые, в свою очередь, приводят в движение поршни для выработки энергии.

Но чтобы довести солнечное тепло до температуры, достаточной для работы генератора двигателя Стирлинга, необходимо сконцентрировать солнечное излучение. В системах концентрации солнечной энергии (CSP) используются параболические тарелки, параболические желоба и башни солнечной энергии, чтобы сосредоточить энергию солнца на центральном приемнике. Концентрированная солнечная энергия преобразует энергию солнца в высокотемпературное тепло, которое можно использовать для выработки электроэнергии.

Двигатели с циклом Стирлинга: внутреннее устройство и конструкция

Как правило, параболические концентраторы и энергетические башни желобообразной формы требуют воды для производства пара, который приводит в действие паровую турбину для производства электроэнергии, но вода не требуется для энергетической системы солнечной тарелки/двигателя.

Солнечная тарелка использует двухосную параболическую тарелку с прямым фокусом для концентрации солнечной энергии в приемнике. Ресивер поглощает отраженное концентратором солнечное излучение и преобразует его в полезное тепло, передавая его тепловому двигателю/генератору.

Параболические отражатели фокусируют солнечную энергию на приемнике с коэффициентом концентрации более 2000 солнц, чтобы нагреть переносящую жидкость внутри солнечного двигателя до более чем 1000 ^o F. Таким образом, самые высокие температуры системы возникают на приемнике и поэтому генераторы с двигателями Стирлинга имеют относительно большой коэффициент преобразования тепла в электрическую энергию.

Индивидуальные двухосевые тарелки/системы Стирлинга отслеживают движение солнца по небу в течение дня и фокусируют солнечную интенсивность. Солнце передает свое тепло замкнутому воздуху или обычно газу, такому как водород или гелий, для питания двигателя Стирлинга, расположенного в фокусе коллектора. Конструкция двигателя Стирлинга производит вращательное движение, которое приводит в действие электрический генератор, вырабатывающий электричество.

Двигатели Стирлинга идеально подходят для получения солнечной тепловой энергии, так как этот тип конструкции генератора с солнечным двигателем требует, чтобы двигатель Стирлинга был частью коллектора. Эти системы параболических тарелок обычно меньше, чем системы параболических желобов, и могут конкурировать с менее эффективными фотоэлектрическими панелями для небольших жилых, удаленных или портативных приложений для выработки электроэнергии.

Типичная выходная мощность современных параболических тарелок/тепловых двигателей Стирлинга относительно скромна, поскольку их выходная мощность обычно колеблется от нескольких киловатт до 20 кВт при диаметре тарелки около 10 метров. Однако эти системы тарелок / двигателей Стирлинга имеют модульную конструкцию, поскольку каждая система представляет собой автономный генератор энергии, а это означает, что их можно соединять вместе для производства солнечных батарей мощностью от нескольких киловатт до многих десятков киловатт.

Солнечный концентратор (тарелка) — ключевой элемент любой солнечной тарелки и системы Стирлинга. Идеальная форма концентратора представляет собой параболоид вогнутой формы, покрытый небольшими стеклянными зеркалами сферической формы, покрытыми алюминиевыми или серебряными отражателями или отражающими мембранами, обеспечивающими коэффициент концентрации более 1000 солнечных. Солнечное отслеживание концентратора обычно осуществляется полярным отслеживанием, когда концентратор вращается вокруг оси, параллельной оси вращения Земли.

Наиболее распространенным типом тепловой машины с замкнутым циклом, используемой в посудомоечных машинах, является «двигатель Стирлинга». Но одним недостатком тарельчатых систем Стирлинга является то, что они не могут генерировать мгновенную электроэнергию, поскольку в них отсутствует теплоаккумулятор, быстро охлаждающийся, когда он не нагревается солнцем. Он работает только тогда, когда светит солнце, поэтому не может производить электричество в ночное время или в периоды плохой погоды.

Посмотрите видео, чтобы узнать больше

Также большинству тепловых двигателей Стирлинга требуется некоторое время для прогрева, прежде чем они смогут начать производить какую-либо полезную мощность. Однако любая электрическая энергия, произведенная солнечным генератором Стирлинга, может быть сохранена в батареях для будущего использования.

Эти конструкции двигателя Стирлинга со свободным поршнем и теплового двигателя на солнечной энергии исторически не получили широкого распространения, но двигатель Стирлинга снова в моде, поскольку в последнее время интерес к этой технологии проявляется в связи с достижениями в области технологий и материалов. Кроме того, благодаря гибкости источника тепла двигатель Стирлинга также может работать с использованием теплового ресивера гибридного типа на основе солнечной энергии / природного газа или солнечной энергии / биомассы, если недостаточно солнечного света.

В результате теплота сгорания от использования солнца, ископаемого топлива или биотоплива может использоваться для привода двигателя Стирлинга и выработки электроэнергии, поэтому ожидается, что через несколько лет этот тип технологии будет установлен в каждом доме. заменяя более крупные фотоэлектрические панели как часть домашней энергосистемы, помогая снизить потребление энергии.

Одним из основных преимуществ конструкции генератора с двигателем Стирлинга является его тихая работа, поскольку, будучи двигателем внешнего сгорания, он не имеет регулирующих клапанов или свечей зажигания, требует минимального обслуживания, и, что самое главное, поскольку это закрытая система, рабочие газы не производят экологические выбросы. Помимо выработки электроэнергии, двигатель Стирлинга также может использоваться в качестве первичного двигателя (двигатель Стирлинга) для насосных систем, что может привести к чрезвычайно высокой надежности, поскольку меньше деталей выходят из строя.

Чтобы узнать больше о двигателе Стирлинга и о том, как работает двигатель Стирлинга, или изучить преимущества и недостатки использования солнечных тепловых двигателей и двигателей Стирлинга для выработки электроэнергии или перекачивания воды, щелкните здесь и закажите копию на Amazon уже сегодня.