Mis on Stirlingi mootor?

Stirlingi mootor on aurumasinaga sarnane mootoritüüp, mis muundab soojusenergia kasutatavaks võimsuseks. Erinevalt sisepõlemismootorist peetakse seda välispõlemismootoriks, kuna tegelik energia muundamise protsess toimub läbi mootori seina, mitte selle sees. See on oma nime saanud Šoti leiutaja Roger Stirlingi järgi, kes esmakordselt selle idee välja töötas 1816. aastal.

Stirling jätkas oma ideed kavatsusega konkureerida kasvava aurumasinatööstusega. Ehkki nende soojusenergia võimsuseks muundamise põhiviisid on sarnased, kasutab ja taaskasutab Stirlingi mootor kindlaksmääratud kogust vedelikku püsivas gaasilises olekus. See erineb aurumasinast, mis kasutab vedelikku nii gaasilisel kui vedelal kujul.

Stirlingi mootori tööks on vaja mitmeid põhikomponente. Nende hulka kuuluvad soojusallikas, soojusvahetid ja lõpuks ka jahutusradiaator. Soojusallikas on tavaliselt põlemise vorm ja kuna Stirlingi konstruktsioonis on see protsess eraldatud energiaks muundamisest, saab kasutada mitmesuguseid kütuseid, mis võivad põhjustada sisepõlemismootori rikke. Stirlingi mootorid tööle paneva soojuse genereerimiseks saab kasutada alternatiivseid allikaid, sealhulgas tuumaenergiat, päikeseenergiat ja biokütuseid.

Kui soojusallikas on paigas, saab Stirlingi mootorit korraldada nii, et see muundab energiat võimsuseks mitmel erineval viisil. Need erinevused keskenduvad peamiselt kolbide ja silindrite paigutusele. Iga erinevat Stirlingi disaini eristab ja sellele viitab kreeka täht.

Näiteks Alpha disain sisaldab kahte kolvi eraldi silindrites, mis sõidavad edasi-tagasi, et toota energiat. Alternatiivina on beetakujunduses kaks kolvi samas silindris. Üks kolb tagab mootori jõuallika, teine ​​aga piirdub ainult kuuma gaasi suunamisega silindri külmemasse otsa. Gamma konstruktsioon sarnaneb beetakonstruktsiooniga, kuid mehaaniliselt lihtsam, energiat genereeriv kolb on paigutatud eraldi silindrisse kui rattakolb.

Hoolimata Stirlingi mootori eelistest, mille hulka kuuluvad sisepõlemismootori suhteliselt kõrge kasutegur, madal müratase ja laialdane rakendatavus, ei suutnud leiutis lõpuks 1800. aastatel aurukatlaid kui tööstuslikku jõuallikat troonistada. Varasemate disainilahenduste sagedased ebaõnnestumised mõjutasid avalikku arvamust negatiivselt ja andsid Stirlingi disainile 19. sajandi lõpuni ebausaldusväärse maine.

20. sajandi keskpaigas ja viimastel aastakümnetel tekkis Stirlingi mootori disaini vastu taas huvi. Lõppkokkuvõttes nurjus läbimurre taas, kuna kõrged tootmiskulud hoidsid massilise populaarsuse siiski madalal. Seoses 21. sajandi vahetusega ja tõusvate kütusekulude tõttu tõi Stirlingi disaini kasutamine soojuse ja elektri koostootmisseadmetes taas välispõlemismootori surnuist tagasi.

Soojuse ja elektri koostootmisseadmed (CHP-d) on mehaanilised seadmed, mis on ette nähtud nii üksiku pereelamu kui ka üksiku ettevõtte kontori soojus- ja elektrivarustuseks. Põhiidee seisneb selles, et koostootmisjaamas hoone elektri tootmiseks toodetud üle- ehk jääksoojust saab kasutada ka selle soojendamiseks. See on suhteliselt tõhus ja odav viis linna- ja maapiirkondade erinevate energiavajaduste rahuldamiseks ning vähendab nõudlust suurte, ressursimahukate elektrijaamade järele. Arvestades selle ainulaadseid eeliseid, on Stirlingi mootor populaarne ja üha levinum valik koostootmisjaamade jõuallikana.