Двигатель Стирлинга на солнечной энергии, напечатанный на 3D-принтере. Двигатель стирлинга солнечный


Двигатель Стирлинга на солнечной энергии, напечатанный на 3D-принтере.

В этой новости причудливо смешались изобретение 17 века, его улучшение из 19 века, забота о возобновляемой энергии из 20-го века и новинка века 21-го. Всё это соединилось в занимательном устройстве, созданном немецким авиаинженером Андреасом Хаузером. Охарактеризовал он свой проект как первый в мире двигатель Стирлинга на солнечной энергии, напечатанный на 3D-принтере.

Шотландский священник и изобретатель Роберт Стирлинг запатентовал свою версию теплового двигателя в 1816 году. Он улучшил и доработал конструкцию двигателей, прототипы которых были известны, по крайней мере, с 17 века.Двигатель Стирлинга – двигатель внешнего сгорания, в котором энергия вырабатывается за счёт разницы температур в разных частях замкнутой ёмкости. Рабочим телом служит газ. Нагреваясь и охлаждаясь, он перемещает поршни, которые крутят маховик. Отличительная особенность двигателя – способность работать абсолютно на любом топливе, от угля и дров до солнечной и ядерной энергии.

Эта универсальность и заинтересовала немецкого инженера. Он уже давно работает с проектами, использующими «зелёную» энергию – предыдущим его устройством, изготовленным с помощью 3D-принтера, стала ветровая турбина. Хаузер решил, что раз двигателю пойдёт любой нагрев, почему бы не нагревать его от солнечных лучей? Так и родилась эта идея.

В связи с необходимостью нагрева от солнца цилиндр, в котором находится рабочее тело, был сделан большим по диаметру и маленьким по высоте. Один торец выкрашен чёрным для увеличения поглощения, а второй находится в тени, что и обеспечивает разницу температур. Для улучшения эффективности можно дополнить устройство несколькими зеркалами, собирающими солнечный свет на нагреваемом торце.

Как и для других проектов, Хаузер предлагает список деталей и их схемы в пригодном для 3D-печати формате на своём сайте. Конечно, в случае такого игрушечного прототипа речи о какой-то мощности и полезной работе не идёт. Но уже существуют реальные проекты, использующие двигатель Стирлинга вместе с солнечной энергией. А паспечатанный на своём принтере двигатель наверняка сподвигнет начинающих инженеров и изобретателей на новые свершения.

http://geektimes.ru/post/248252/

Понравился наш сайт? Присоединяйтесь или подпишитесь (на почту будут приходить уведомления о новых темах) на наш канал в МирТесен!

idoorway.mirtesen.ru

H Первый в мире двигатель Стирлинга на солнечной энергии, напечатанный на 3D-принтере

В этой новости причудливо смешались изобретение 17 века, его улучшение из 19 века, забота о возобновляемой энергии из 20-го века и новинка века 21-го. Всё это соединилось в занимательном устройстве, созданном немецким авиаинженером Андреасом Хаузером. Охарактеризовал он свой проект как первый в мире двигатель Стирлинга на солнечной энергии, напечатанный на 3D-принтере.

Шотландский священник и изобретатель Роберт Стирлинг запатентовал свою версию теплового двигателя в 1816 году. Он улучшил и доработал конструкцию двигателей, прототипы которых были известны, по крайней мере, с 17 века.Двигатель Стирлинга – двигатель внешнего сгорания, в котором энергия вырабатывается за счёт разницы температур в разных частях замкнутой ёмкости. Рабочим телом служит газ. Нагреваясь и охлаждаясь, он перемещает поршни, которые крутят маховик. Отличительная особенность двигателя – способность работать абсолютно на любом топливе, от угля и дров до солнечной и ядерной энергии.

Эта универсальность и заинтересовала немецкого инженера. Он уже давно работает с проектами, использующими «зелёную» энергию – предыдущим его устройством, изготовленным с помощью 3D-принтера, стала ветровая турбина. Хаузер решил, что раз двигателю пойдёт любой нагрев, почему бы не нагревать его от солнечных лучей? Так и родилась эта идея.

В связи с необходимостью нагрева от солнца цилиндр, в котором находится рабочее тело, был сделан большим по диаметру и маленьким по высоте. Один торец выкрашен чёрным для увеличения поглощения, а второй находится в тени, что и обеспечивает разницу температур. Для улучшения эффективности можно дополнить устройство несколькими зеркалами, собирающими солнечный свет на нагреваемом торце.

Как и для других проектов, Хаузер предлагает список деталей и их схемы в пригодном для 3D-печати формате на своём сайте. Конечно, в случае такого игрушечного прототипа речи о какой-то мощности и полезной работе не идёт. Но уже существуют реальные проекты, использующие двигатель Стирлинга вместе с солнечной энергией. А паспечатанный на своём принтере двигатель наверняка сподвигнет начинающих инженеров и изобретателей на новые свершения.

sohabr.net

ДВИГАТЕЛИ ИА СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ | Двигатели Стирлинга

Этот неиссякаемый, но в то же время нерегулярный, источ­ник энергии в последнее время вновь привлек внимание иссле­дователей, использующих для самых различных его применений различные устройства. Обычно конечной целью является вы­работка электрической энергии, которую можно использовать разными способами, даже в пилотируемом космическом полете. Солнечной энергией нагревают воду, которую затем можно ис­пользовать в системах промышленного и коммунального тепло­снабжения или в виде пара непосредственно для привода па­ровой турбины (цикл Ренкина), а также для нагрева рабочего тела в теплообменнике газовой турбины (цикл Брайтона), хотя вода представляется наиболее подходящей рабочей средой. От дополнительного теплоносителя можно отказаться, если приме­нить двигатель Стирлинга, на нагреватель которого с помощью системы линз Френеля можно сфокусировать солнечные лучи. Эта идея не нова. Так, еще в XIX в. был предложен аппарат, в котором использовался этот принцип [27]. Тем не менее пред­ставляется, что первую серьезную попытку в этом направлении предприняло отделение «Эллисон» фирмы «Дженерал моторе», разработавшее солнечную космическую установку мощностью 3 кВт для военно-воздушных сил США. Результаты докумен­тально оформлены в десятитомном отчете [28], первый и деся­тый тома которого в основном поевншены установкам с жидко — металлическими теплоносителями.

Рис. 5.8. Двигатель на солнечной энергии (совместное производство Лабора­тории реактивных двигателей и фирмы «Юнайтед Стирлинг» [35]).

I—предварительный подогреватель воздуха, поступающего в камеру сгорания; 2 —окно из плавленого кварца; 3 — корпус приемника: 4—генератор; 5 — двигатель Стирлинга Р-40; 6 — камера сгорания, работающая на ископаемом топливе.

Последняя работа, выполненная в США, была нацелена на разработку наземных установок типа показанной на рис. 1.146. В отличие от программы по автомобильным двигателям Стир­линга программа по двигателям Стирлинга всех типов, работаю­щим на солнечной энергии, обеспечивается самыми большими правительственными субсидиями. Сам двигатель Стирлинга, как и для автомобильной программы, является разработанной фир­мой «Юнайтед Стирлинг» моделью Р-40. Вся система в целом разрабатывается Лабораторией реактивных двигателей в Па­садене. В ней используются параболические приемники солнеч­ного излучения диаметром 15 м фирмы «Фэрчайлд стрэтос» [22]. В блоке приемника имеется генератор, и обший расчетный КПД составляет 35 %. Для обеспечения непрерывной работы системы в периоды прекращения поступления солнечной энер­гии предусмотрено сжигание газа в камере сгорания (рис. 5.8). Испытания установки должны были состояться в пустыне

Мохаве летом 1981 г. Наряду с демонстрационными установками, созданными фирмой «Санпауэр», были разработаны наземные солнечные установки с двигателем Стирлинга, описание которых содержится в «Трудах конференции IECEC по солнечной энер­гии». В случае успешных испытаний установки Лаборатории ре­активных двигателей предполагалось сооружение 23 установок с двигателем Р-75, что позволило бы получить общую выходную мощность всей системы около 1 МВт.

В показанных на рис. 1.146 и 1.148 установках двигатель Стирлинга расположен в фокусе коллектора приемника сол­нечного излучения. Можно доказать, однако, что выгоднее вы­двинуть двигатель из фокуса и разместить там жидкометалли — ческий контур для аккумулирования и переноса тепла к двига­телю. При этом отпадает необходимость в специальной системе подвески и перемещения двигателя в соответствии с движением солнца, но приходится вводить промежуточную теплопередаю — щую жидкость. Кроме того, неясно, можно ли использовать в данном случае аккумулятор тепловой энергии.

Основную часть стоимости такой системы с двигателем Стир­линга составляет стоимость приемника солнечной энергии. В последнее время фирмой «Санпауэр» выдвинута идея созда­ния небольших систем мощностью 1 кВт, в которых стоимость коллекторов пренебрежимо мала. Такая система состоит из воз­духонепроницаемого полиэтиленового листа в деревянной раме с размещенной под ним фольгой. При попадании солнечных лу­чей на лист давление воздуха поднимается, вызывая расшире­ние листа, ограниченного по периметру жесткой рамой. В ре­зультате образуется линза выпуклой формы, которая начинает действовать как отражатель.

Для работы двигателя Стирлинга на солнечной энергии его необходимо несколько модифицировать, что касается в основ­ном нагревательной головки. Эффективность всей системы бо­лее зависит от характеристик приемника, чем от характеристик двигателя Стирлинга, которые в последнее время существенно улучшены, что делает всю такую систему достаточно перспек­тивной.

ctirling.ru