Januar 23, 2019 Sanny Yu

Was ist ein Stirlingmotor | Enginediy.com

Ein Stirlingmotor ist eine Wärmekraftmaschine, die durch zyklische Kompression und Expansion von Luft oder einem anderen Gas (dem Arbeitsmedium) bei unterschiedlichen Temperaturen funktioniert, sodass eine Nettoumwandlung von Wärmeenergie in mechanische Arbeit stattfindet.

Genauer gesagt ist der Stirlingmotor eine regenerative Wärmekraftmaschine mit geschlossenem Kreislauf und permanent gasförmigem Arbeitsmedium. Geschlossener Kreislauf bedeutet in diesem Zusammenhang ein thermodynamisches System, in dem das Arbeitsmedium permanent im System enthalten ist. Regenerativ beschreibt die Verwendung eines speziellen internen Temperaturaustauschers und Wärmespeichers, genannt Regenerator. Genau genommen unterscheidet der Regenerator einen Stirlingmotor von anderen Wärmekraftmaschinen mit geschlossenem Kreislauf.

Wofür werden Stirlingmotoren verwendet?

1. Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) – In einem Blockheizkraftwerk kann ein Stirlingmotor die durch den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik entstehende Abwärme nutzen. Diese Abwärme kann zum Antrieb des Stirlingmotors für industrielle oder landwirtschaftliche Prozesse verwendet werden.

2. Erzeugung von Solarenergie – An der Spitze eines Parabolspiegels platziert, wie in der Abbildung unten zu sehen, können Stirlingmotoren Sonnenenergie mit einem höheren Wirkungsgrad in Elektrizität umwandeln als manche Photovoltaikzellen.

3. U-Boote – U-Boote mit Stirlingmotoren können deutlich länger unter Wasser bleiben als konventionelle U-Boote. Der schwedische Schiffsbauer Kockums baute als erster U-Boote Stirlingmotoren ein. Dank dieser Motoren muss das U-Boot nicht mehr auftauchen, um seine Batterien aufzuladen. Dadurch verlängert sich die Tauchzeit von Tagen auf Wochen.
Kernkraftwerke – Stirlingmotoren könnten Dampfturbinen in Kernreaktoren ersetzen und so die Effizienz des Kraftwerks steigern und die Produktion radioaktiver Nebenprodukte reduzieren. Als Kühlmittel würde flüssiges Natrium verwendet, wodurch der Wasserbedarf im gesamten Kreislauf entfallen würde.

4. Lehrreiche Demonstration – Ein Stirlingmotor mit geringer Temperaturdifferenz läuft bei jeder geringen Temperaturdifferenz, beispielsweise der Differenz zwischen den beiden Handflächen, wie in Abbildung 4 zu sehen. (Ein Stirlingmotor mit geringer Temperaturdifferenz (LTD) kann aus der Handfläche einer Person etwa 1 W Leistung erzeugen.)