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.
Комментарии (17)
rework
02.04.2015 09:01+5Двигатель Стирлинга может использоваться для преобразования солнечной энергии в электрическую. Для этого двигатель Стирлинга устанавливается в фокус параболического зеркала, (похожего по форме на спутниковую антенну) таким образом, чтобы область нагрева была постоянно освещена. Параболический отражатель управляется по двум координатам при слежении за солнцем. Энергия солнца фокусируется на небольшой площади. Зеркала отражают около 92 % падающего на них солнечного излучения. В качестве рабочего тела двигателя Стирлинга используется, как правило, водород, или гелий.
В феврале 2008 года Национальная лаборатория Sandia достигла эффективности 31,25 % в установке, состоящей из параболического отражателя и двигателя Стирлинга.
Компания Stirling Solar Energy разрабатывает солнечные коллекторы большой мощности — до 150 кВт на одно зеркало. Компания строит в южной Калифорнии крупнейшую в мире солнечную электростанцию.
читать на wikipedia
beliakov
02.04.2015 10:06+2К этой штуке можно приложить таблеточку диоксида плутония:
Будет крутить днем и ночью много лет.hungry_ewok
02.04.2015 11:21+1Ну в общем-то проекты ядерных генераторов для космоса на базе Стирлинга уже есть…
k12th
02.04.2015 11:38+3ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C_%D0%A1%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%B3%D0%B0#.D0.A3.D0.BD.D0.B8.D0.B2.D0.B5.D1.80.D1.81.D0.B0.D0.BB.D1.8C.D0.BD.D1.8B.D0.B5_.D0.B8.D1.81.D1.82.D0.BE.D1.87.D0.BD.D0.B8.D0.BA.D0.B8_.D1.8D.D0.BB.D0.B5.D0.BA.D1.82.D1.80.D0.BE.D1.8D.D0.BD.D0.B5.D1.80.D0.B3.D0.B8.D0.B8
science.nasa.gov/media/medialibrary/2010/03/31/Green_PSS_June2050820final.pdf
ivan386
02.04.2015 17:14А почему бы солнечную батарею вместо черной пластины не поставить? Она ведь тоже греться будет.
GavriKos
02.04.2015 20:41Скорее всего задняя часть батареи (которая собственно должна передать тепло рабочему телу) будет слабее прогреваться, т.к. часть энергии перейдет в электрическую.
Arlakz
02.04.2015 21:29А вот тут надо посчитать. Может и оправдано будет. Все, что не преобразовалось в электричество на солнечной батарее передается дальше на двигатель.
vvzvlad
12.04.2015 23:13Сколько там перейдет? Процентов 10? КПД у них маленький. Остальное — на нагрев.
GavriKos
13.04.2015 09:56Но на эти же 10% не прогреется двигатель. Соответственно он выдаст на 10% меньше энергии. Смысл? Разве что КПД батареи сильно выше КПД двигателя. При этом же надо учесть потери тепла на разделе сред.
Arlakz
03.04.2015 20:39+1>Хаузер предлагает список деталей и их схемы в пригодном для 3D-печати формате на своём сайте.
Все же более правильно написать «продает»
Rumlin
по-моему зеркала без толку.
rework
Почему без толку, если даже на видео видно, что модель с зеркалами крутит маховик быстрее, чем те, которые без зеркал
Rumlin
просмотр еще одного видео на Youtube создало впечатление, что зеркала требуют постоянной подстройки, либо вращения всей системы «за солнцем» — при ухода солнца с оси, «солнечный зайчик» уполз.
GavriKos
Вот эти лепестки с зеркалами могут еще давать дополнительную тень +отводить тепло от нижней части. Тобишь еще и косвенный профит.
Rumlin
они пластмассовые, от них может быть только тень. Вообще представленная модель странновата. В моем представлении зона охлаждения должна быть по больше. Хоть какие-то ребра, как здесь.
Arlakz
Берем параболическую «антенну», оклеиваем зеркальной пленкой, в ее фокусе ставим этот двигатель, ставим конструкцию по солнцу. Профит.
И не надо подстраивать множество зеркал, достаточно всю конструкцию.
Или работать будет не постоянно, но ведь будет же!
Упс, ниже уже написали про это.