De Stirlingmotor in het algemeen

Stirlingmotoren of heteluchtmotoren zijn motoren die

gebruikmaken van een thermodynamische Stirling cyclus.
Gebruik wordt gemaakt van de expansie van lucht

of andere gassen bij verhitting en de contractie ervan bij afkoeling.
De motor is gekend voor zijn hoge rendement en het

ontbreken van teveel trillingen of lawaai.
In de door de Schotse dominee Robert Stirling uitgevonden versie

wordt lucht door een verplaatser
(bijna) zonder arbeid heen en weer geschoven tussen een hete en een koude ruimte,
waarbij de lucht in de hete ruimte onder het opnemen van warmte expandeert

en arbeid verricht door een zuiger te bewegen,
waarna de lucht door de verplaatser weer naar de koude ruimte wordt bewogen,

weer afkoelt en contraheert.

Er zijn verschillende opstellingen/uitvoeringen:

* één   cilinder stirling(ook wel bekend als een "Beta" opstelling).

* twee cilinder stirling(deze ben ik nog aan het bouwen)(ook wel "Alpha" opstelling genoemd).

* de LTD stirling(Low Temperture Differential) of ("Gamma" opstelling) (van dit soort heb ik er twee werkende in huis
en daar ga ik hier verder op in).

Maar nu eerst verder met de stirling in het algemeen.

En wel met het volgende, er zijn een paar belangrijke verfijningen mogelijk:

* De hete lucht kan door een regenerator van poreus metaal

worden geleid op weg van de warme naar de koude ruimte,
die een deel van de warmte vasthoudt zodat deze bij de

terugpompslag van koud naar warm weer kan worden opgenomen,
wat de motor zuiniger maakt.

(Dit is de eigenlijke verbetering die door Stirling is bedacht

en waardoor zijn naam aan het concept verbonden is geraakt).

* Verliezen door wrijving van de gasstroom kunnen worden

verminderd door zeer lichte gassen als helium en waterstof te gebruiken.

* De energiedichtheid kan worden opgevoerd door bij hogere druk te werken.

Het eerste patent dateert al van 1817.

Voordelen van de Stirlingmotor:

het theoretisch rendement ligt hoger dan bij inwendige verbrandingsmotoren;
Stirlingmotoren kunnen op allerlei soorten brandstoffen

lopen omdat de verhitting van buitenaf plaatsvindt en arbeid geleverd
wordt door het verplaatsen
van warmte naar een koudere omgeving;

hierdoor kan het verbrandingsproces vrij makkelijk

worden geoptimaliseerd om weinig
milieuvervuiling te veroorzaken;
de verhitting kan met eender welke bron gebeuren, b.v. ook met zonnespiegels

of de verbranding van houtpellets;
ze hebben heel weinig bewegende delen en zijn zeer bedrijfszeker;
zijn zeer stil in bedrijf.
Niettemin zijn Stirlingmotoren nog niet algemeen in gebruik, hoewel grote

bedrijven als NASA, Philips en General Motors er al
miljoenen in hebben gestopt
en met zeer innovatieve oplossingen zijn gekomen, voortbordurend op hetzelfde thema.
Dat komt voornamelijk door 2 belangrijke zwakten:

* Een Stirlingmotor loopt het best bij een vast toerental en vermogen, en kan niet snel accelereren.

* Voor zeer grote vermogens (elektriciteitscentrales etc.) zijn er andere minstens even efficiënte alternatieven.

Als je dit eenmaal weet en begrijpt dan zie ik in één keer veel mogelijkheden voor deze motor.
Nee o.k. je kunt hem niet gebruiken om b.v. een voertuig aan te drijven
omdat hij constant op 1 vast tempo loopt als hij op bedrijfs temperatuur

is en ook al kan je het toerental verhogen/verlagen,
dan gaat dit gelijdelijk aan en niet zoals bij een turbine of interne verbrandings motor van b.v. een auto.
Een voorbeeld waar ik dan aan denk is dan b.v. dat bij vrijwel alle industrieële productie processen warmte vrijkomt,
"rest warmte" wordt dit genoemd omdat het over is en "weggegooid" wordt

de lucht in of met koelwater mee afgevoerd wordt.
Dus als je nou op die warmte bronnen een stirling zou bouwen krijg je energie terug.
Natuurlijk nooit genoeg om een machine op aan te drijven

maar wat b.v. wel goed mogelijk is dat je er een generator mee aandrijft
die een gedeelte stroom "terug leverd" zodat je proces b.v. nog maar 70% van z'n oorspronkelijke energie "verbruikt".
Of ergens waar geen stroom is (afgelegen locatie of een ontwikkelingsland)

maar wel zon/warmte is kan je een stirlingmotor
gebruiken om stroom op te wekken want ze kunnen ook op zonne energie werken

hoofdzaak is dat je een temperatuur verschil creëerd.

Tegenwoordig worden Stirlingmotoren gebruikt in WKK

(warmtekrachtkoppeling) toepassingen

bij de Sunmachine bijvoorbeeld draait de Stirlingmotor 
met behulp van houtpellets die eerst vergast  worden.

De Stirlingmotor drijft dan een generator aan

die elektriciteit in het net terugkoppelt.
Het koelwater dat de koude kant van de Stirlingmotor koelt

wordt dan gebruikt voor woningverwarming.
Er zijn tegenwoordig thermo-akoestische Stirlingmotoren

die lineair trillend werken en wisselstroom opwekken
die direct aan het net kan worden teruggeleverd;
deze zijn ingebouwd in een CV-ketel in staat om naast de verwarming

van een huis 1,5 tot 10 kW te genereren,
zodat er haast een warmtekrachtcentrale in huis komt te staan.
De gangbare term hiervoor is Micro Warmtekrachtkoppeling.

Als de technologie van de hybride auto ooit populair
wordt kan een stirlingmotor een goede keus zijn voor het
verbrandingsmotorgedeelte daarvan.