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Stirlingmotoren zur Stromerzeugung

Bei kleinen Blockheizkraftanlagen unter 10 kW(elektrisch) kann der Einsatz von Stirlingmotoren ökonomische und ökologische Vorteile gegenüber üblichen Verbrennungsmotoren bringen.

Stirlingmotor, DR.  LUTZ PASEMANN, STIRLINGSYSTEME

 
...das passt zum Thema  
 Ratgeber:
BiomasseV, Verordnung über die Erzeugung von Strom aus Biomasse (Biomasseverordnung – BiomasseV)
Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz, Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz, KWK-Gesetz
Stirlingmotoren zur Stromerzeugung, Stirlingmotoren zur Erzeugung von Elekztronergie aus unterschiedlichen Wärmequellen
 Service:
-Beratung per eMail
 Bücher: zum Thema
 Film: 
-Stirlingmotor
 Forum: Stromversorgung

 

Stirlingmotoren zur Erzeugung von Elekztronergie aus unterschiedlichen Wärmequellen

Stirlingmaschinen arbeitenArbeit
Arbeit im physikalischen Sinne stellt die in einem Vorgang verbrauchte Wärme- bzw. Energiemenge dar. Die physikalische Einheit ist die kiloWattstunde (kWh). Eine Energiemenge von einer kWh wird verbraucht, wenn z.B. ein Heizgerät mit einer Anschlussleistung von 1 kW eine Stunde ununterbrochen in Betrieb ist. 
im Gegensatz zu Otto- und Dieselmotoren mit einer externen WärmequelleWärmequelle
Eine Wärmequelle ist ein Medium, welches erwünscht oder unerwünscht Wärme über verschiedene Übertragungswege abgibt. Eine nutzbare Wärmequelle für den Wärmeentzug durch eine Wärmepumpe ist z. B. Grundwasser, das Erdreich oder die Umgebungsluft.
(Wärmezufuhr). Damit können sie unabhängig von der Art des EnergieträgersEnergieträger
Man unterscheidet Primärenergieträger - wie in der Natur vorgefunden, z.B. Öl, Erdgas, Kohle, Holz, Solarenergie und Sekundärenergieträger - wie verarbeitet, z.B. Flüssiggas, Fernwärme, Strom.
 arbeiten. So können auch regenerative Energieträger eingesetzt werden.

StirlingmotorenStirlingmotor
Ein Stirlingmotor kann Wärme unmittelbar in eine Kraftwirkung umsetzen. Dazu kann die Wärme im Gegensatz zu den so genannten Verbrennungskraftmaschinen auch von außen zugeführt werden. Für die Entwicklung einer solchen Maschine erhielt bereits 1816 ein gewisser Robert Stirling ein Patent. Ein Stirlingmotor besitzt mindestens jeweils einen Kolben und einen Zylinder, der mit einer externen Wärmequelle aufgeheizt wird. Diese kann aus sehr unterschiedlichen Quellen stammen. So kann gebündelte Solarstrahlung ebenso ausreichend hohe Temperaturen erzeugen, wie die Verbrennung von Holz oder Pellets in einem Vergaserkessel. Die Drehbwegung wird wie bei einem Diesel- oder Otto-Motor mittels Kurbelwelle erzeugt. Es können theoretisch alle Energieträger zum Einsatz kommen.
laufen in Abhängigkeit vom Energieträger schadstoffarm und sind leise. Der Gesamtwirkungsgrad liegt mit etwa 96 % höher als bei konventionellen Verbrennungs-Kraft-Maschinen und ist damit sehr hoch. Die WartungskostenWartungskosten
Wartungskosten sind Betriebskosten und entstehen bei Anlagen, z.B.  für Heizung, Warmwasserbereitung, Lüftung, Solarenergie- und Regenwassernutzung im Zusammenhang mit der Kontrolle der Betriebsbereitschaft und -sicherheit sowie der Einstellung der Anlage. Reparaturkosten sind keine Wartungskosten! Für die regelmäßig entstehenden Wartungskosten sollte der Vermieter eine Rechnung des Wartungsbetriebes vorlegen können.
sind gering. Die LeistungLeistung
Die Leistung ist die pro Zeiteinheit umgesetzte oder verbrauchte Energiemenge (Wärme oder Strom). Die Einheit der Leistung ist das Watt (Kurzzeichen W, 1000 W = 1 kW - ein kiloWatt). Die in Anspruch genommene oder abgegebene Leistung ergibt sich, indem die verbrauchte Energiemenge (angegeben in kWh) durch die Zeit (in Stunden h) dividiert wird. Ein Heizgerät mit einer Leistung von 2 kW (Heizkörper, Elektrokonvektor o.ä.) verbraucht bei ununterbrochenem Betrieb in einer Stunde 2 kWh Wärme ab und verbraucht dabei auch 2 kWh Energie.
kann stufenlos geregelt werden, ist aber nicht einfach. Der Nachteil bestand bisher darin, dass die für die trocken laufenden Kolben keine geeigneten Dichtungsmaterialien vorhanden waren. Inzwischen gibt es dafür nutzbare Hightech-Materialien. Einige Entwicklungen der letzten Jahre haben es nach Angaben der Entwickler zur Serienreife gebracht.

Entwicklung der Micro-Wärmekraft-Kopplung aus einem Gas-Brennwertheizgerät und einer Freikolben-Stirlingmaschine (1kWel) von dem niederländischen Energieversorger ENECO, dem Heiztechnik-Hersteller ATAG und dem Energieforschungszentrum ECN; Produktionsstart für 2003/4 geplant

Stirling Motoren der Firma SOLO Stirling GmbH 

 

Entwicklungsstand: Serienreife
Entwickler: Dr. rer. nat. habil. Lutz Pasemann
Entwicklungsprodukt:
Mit Stromgenerator gekoppelter Stirlingmotor, der mit Verbrennungswärme von Gas, Öl oder Festbrennstoffen beheizbar ist und eine maximale Leistung von 3 kW hat
 3 kW (el) Stirlingsystem, Dr. Pasemann

Abbildung des mit Verbrennungswärme beheizbaren 3-kW-Stirlingsystems gemäß CAD-Modell

  • Maße: 300 x 400 x 700 mm
  • Gewicht: 40 kg
  • Erhitzerkopf:  36 U-förmige Röhren
 Stirlingmotor, DR.  LUTZ PASEMANN, STIRLINGSYSTEME
  
Bewegungsablauf der
Kolben der P1-Maschine
(Zusammenbau mit 3D-CAD-Daten) - siehe auch Filmhinweis in der Box ...das passt zum Thema
 Kopplung des Stirlingsystems mit Heizwärmestrom eines PelletskesselsKopplung des Stirlingsystems mit dem Heizwärmestrom eines Pelletskessels für Heizung und Warmwasserbereitung
Das Prinzip einer Stirlingmaschine ist auf den beiden nebenstehenden Abbildungen gut zu erkennen. Durch die Konzentration der SolarstrahlungSolarstrahlung
Die Solarstrahlung ist die von der Sonne in den Weltraum ausgehende Energie. Sie entsteht infolge der Kernfusion im Sonneninneren. Die auf die Erde auftreffende durchschnittliche  Solarstrahlungsleistung beträgt 1.000 W/m². Die in Mitteleuropa auftreffende und damit theoretisch nutzbare Energiemenge macht etwa 1000 kWh/m² im Jahr aus. Man unterscheidet direkte Strahlung und diffuse Strahlung.
in einem einem Parbolischen Spiegel wird die Luft im Kolben erhitzt, wodurch der Kolben in Bewegung versetzt wird. Zum Anlaufen braucht das Gas eine Mindesttemperatur, es muss aber keine Sonnenenergie sein.
 


© by f.nowotka | zuletzt geändert am: 26.03.2008 | 50551 x gelesen


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