Hat der Stirlingmotor eine Zukunft?

Hat derStirlingmotor eine

Zukunft?Eine alllgemeine Übersicht

Hermann Schmidt

Stirlingmotor.com

Oberursel

http://www.stirlingmotor.com

stirlingmotor@aol.com

STIRLINGMOTOR

© Diese Unterlagenkönnen unter Angabe der Quellen genutzt werden

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Hat der Stirlingmotor eine Zukunft?

■ Zielgruppe:■ Studenten und Bürger, die an der Umwelt und Technik

interessiert sind

■ Ziel:■ Überblick über den Stand der Stirling-Entwicklung■ Aufzeigen der Problematik

■ Zeit: ca.■ 1 Stunde

■ Voraussetzung:■ Keine

STIRLINGMOTOR

Hat der Stirlingmotor eine Zukunft?

STIRLINGMOTOR

Frage:

Hat der Stirlingmotor eine Zukunft?

Antwort:

Jein, oder

Ja, aber!Ja, in speziellen Bereichen

Hat der Stirlingmotor eine Zukunft?

1. Wie funktioniert ein Stirlingmotor?

2. Wieviel CO2 produzieren wir persönlich?Pro getanktem Liter Benzin?Pro verbranntem Liter Heizöl?Pro verbrauchter Kilowattstunde?

Total [Kg]? .......

STIRLINGMOTOR

Hat der Stirlingm otor eine Zukunft?

1. Warum soll man einen Stirlingmotor kaufen?Wegen der Umweltfreundlichkeit?Wegen der Laufruhe?Wegen des besseren Wirkungsgrades?

Oder nur wegen des Preises?2. Warum ist ein Stirlingmotor zu teuer?

Wegen der geringen Stückzahl!3. Sind wir bereit, für unsere Umweltbelastung zu zahlen?

Wollen wir unser Verhaltensmuster (Paradigma) ändern?

4. Sind wir bereit, unsere Umwelt nicht zu belasten?

STIRLINGMOTOR

Unser Verhaltensmuster

STIRLINGMOTOR

ProduktHerstellung

ProduktVerbrauch

(Wir)

ProduktEntsorgung

(Wir?)

Kosten:

Produkt-Preis(Kaufpreis)

Entsorgungs-Preisdirekt indirekt

Müll- gebührenAbwasser

etc.

Treibhausgase =Hochwasser?

Naturkastarophen?

Unser Verhaltensmuster

STIRLINGMOTOR

4Sind wir bereit, für die indirekten Entsorgungskostenzu zahlen (Ökosteuer)?

Bsp.: 1 Liter Benzin = 1 € = 0,- € = 2,3 Kg CO21 KWh* = 0,029 € = 0,- € = 0.7 Kg CO21 Liter Heizöl = 0,4 € = 0,- € = 2,3 Kg CO2

ProduktHerstellung

ProduktVerbrauch

(Wir)

ProduktEntsorgung

(Wir?)

Produkt Preis(Kaufpreis)

Entsorgungspreisdirekt indirekt

* Herstellungskosten, mix lt. VDEW

Verhaltensmusterwechsel? (Paradigmawechsel)

STIRLINGMOTOR

Kaufpreis DirekteEntsorgung

+ indirekte Entsorgung

Sind wir bereit, für die indirekten Entsorgungskosten zu zahlen?4Ökosteuer? Politisch kaum durchsetzbar! Oder zahlen unsere Kinder?

Sind wir bereit, die indirekten Kosten zu vermeiden?4Vermeidung von CO2, FCKW, etc. Zu welchem Preis?

Kaufpreis direkt + indirekte Entsorgung

= 0 Treibhausgase

Verhaltensmusterwechsel? (Paradigmawechsel)

STIRLINGMOTOR

Frage: Wie kann man CO2 vermindern ohne die Lebensqualität einzuschränken?

Antwort:Energie besser nutzen!Weniger Energie vergeuden!

Zur Erinnerung:

STIRLINGMOTOR

Abfall = Abwärme58% bis 70%

30-42%Strom

+ Wärme(70-58%)=+ 1,6 -1,3 Kg CO2

Eingang 1 Liter

Heizöl= 2,3Kg CO2

Total:3,6 - 3,9 Kg CO2

100%KW

Klassisches Kraftwerk: = 30% - 42% Strom = 70% - 58% Abfallwärme

= ungünstige Gesamtnutzung

Zur Erinnerung:

STIRLINGMOTOR

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) = 30% Strom = 60% Nutzwärme = 10% Abwärme (Abfall)

= günstige GesamtnutzungKWKWärmeStrom

Abfall= 10%

Eingang 1L Heizöl

= 2,3Kg CO2 +10%

Total:2,53 Kg CO2ca. 33% Einsparung

100%

Zur Erinnerung:

STIRLINGMOTOR

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)mit nachwachsenden Brennstoffen = 30% Strom = 60% Nutzwärme = 10% Abwärme (Abfall)

= sehr günstige Gesamtnutzung

KWKWärmeStrom

Abfall= 10%

Eingang 1L Rapsöl

Pellets etc.

= 2,3Kg CO2 +10%

100%

CO2 Abgabe CO2 Aufnahme

Total:0,0 Kg CO2

100% Einsparung

Zur Erinnerung:

STIRLINGMOTOR

Total:0,0 Kg CO2

100% Einsparung

Warum ein Stirlingmotorfür

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)?

= Äußere Verbrennung = alle Brennstoffe, Pellets, etc. = niedrige Emissionen = wartungsarm = leise

KWKWärmeStrom

Abfall= 10%

Eingang 1L Rapsöl

Pellets etc.

= 2,3Kg CO2 +10%

100%

Wie funktioniert ein Stirlingmotor?

???Einfaches Prinzip!

Schwer zu verstehen?

STIRLINGMOTOR

Was ist ein Stirlingmotor?

STIRLINGMOTOR

Der Stirlingmotor ist eine Form des Heißluft(gas)-Motors- benannt nach dem schottischen Geistlichen Robert Stirling- mit äußerer Verbrennung- geschlossenem Kreislauf Heißluft-Motor

Ericsson Äußere Verbrennung

„offener“Kreislauf

RoperInnere Verbrennung

„offener“Kreislauf

StirlingÄußere Verbrennung

„geschlossener“Kreislauf

VakuumÄußere Verbrennung

„offener“Kreislauf

Was ist ein Stirlingmotor?

STIRLINGMOTOR

Der Stirlingmotor ist eine Form des Heißluft-Motors- benannt nach dem schottischen Geistlichen Robert Stirling

Stirling 1816

Stirling 1827 mit Regenerator

Stirling 1815

Robert Stirling

Wie funktioniert ein Stirlingmotor?

STIRLINGMOTOR

Arbeitskolben

Verdrängerkolben

Funktion:Der Stirlingmotor besitzt keine Ventile!

Die Wärme wird von außen zugeführt,

Wie funktioniert ein Stirlingmotor?

STIRLINGMOTOR

p

vv

Idealer Stirlingprozess:1 = Komression (isotherm)2 = Erhitzen (isochor)3 = Expansion (isotherm)4 = Kühlen (isochor)

2

1

34

Problem: Wie kann man dieLuft schnell erhitzen und schnell abkühlen?Lösung:mit einem Verdränger oder Regenerator!

Luft(Gas)

Wie funktioniert ein Stirlingmotor?

STIRLINGMOTOR

Problem:Wie kann man die Luft schnell erhitzen und abkühlen?Lösung:Mit einem Verdränger oder Regenerator!

Verdrängerkolben(nicht dichtend)

Heißes Ende

Kaltes Ende

Zuwärme Abwärme

Man braucht nur ein Wärmegefälle

η = (Th-Tk)/Th

Wie funktioniert ein Stirlingmotor?

STIRLINGMOTOR

Arbeitskolben

Verdrängerkolben (eilt Arbeitskolben

um 90° voraus)

Funktion:Der Stirlingmotor besitzt keine Ventile! Die Luft (Gas) wird von dem Verdrängerkolben hin- und hergeschoben. Dadurch wird die Luft schnell erwärmt und abgekühlt. Die damit verbundene Druckveränderung treibt den Arbeitskolben.

Die Wärme wird von außen zugeführt, man kann also alle Arten von Brennstoffen oder Wärmequellen nutzen z.B. auch Sonnenstrahlung.

Die Wärme wird von außen zugeführt, man kann also alle Arten von Brennstoffen oder Wärmequellen nutzen z.B. auch Sonnenstrahlung.

Wie funktioniert ein Stirlingmotor?

STIRLINGMOTOR

Kraft

Abwärme

Wärme

β- Bauformγ - Bauform

Wie funktioniert ein Stirlingmotor?

STIRLINGMOTOR

LTS- Low Temperature Stirling

Ringbom Freikolben

Sonderformen des Stirlingmotors

Wie funktioniert ein Stirlingmotor?

STIRLINGMOTOR

Immer noch Verständnisprobleme?Bauen Sie sich für einige Euros

einen funktionierenden Stirlingmotor!

Schlagenhauf-Motor* * nach Prof. Dr. Schlagenhauf

Anwendung des Stirlingmotors?

STIRLINGMOTOR

Stirling-Kraft Wärme-Kopplung von SOLO Kleinmotoren GmbH

Haushaltsgerät im Serienbau und lieferbar!

Elektrische Leistung 2-9 kWThermische Leistung 8-24 kW

Anwendung des Stirlingmotors?

STIRLINGMOTOR

Solarmotor der SUNMACHINE GmbH

3 kW el9 kW therm

Solarmotor der SOLO Kleinmotoren GmbH

Leistung:10 kW el

Anwendung des Stirlingmotors?

STIRLINGMOTOR

KWK-Haushaltsgerät im Serienbau und lieferbar!

Quelle: SOLO GmbH, SindelfingenQuelle: SOLO GmbH, Sindelfingen

Anwendung des Stirlingmotors?

STIRLINGMOTOR

Solarmotor der SUNMACHINE GmbH

Projekt SolarfarmKombination Solar + Biogas,damit mögliche Anwendung

in Deutschland

Auslastung über 24 h

Leistung

SolarBio Bio Bio Bio

Solar

BiogasStirlingMotor

Anwendung des Stirlingmotors?

STIRLINGMOTOR

Hilfsantrieb für Segelschiffe

750 WelErdgas, Diesel, Kerosin

450 x 500 x 800 mmFa. Whispertech NZ

Solarantrieb für Wasserpumpen

Fa. SUNMACHINE GmbHNürnberg

Andere Anwendungen des Stirlingmotors?

STIRLINGMOTOR

Die Firma Kockums, Schweden(Howaldt Werft),baut solche Antriebeinsbesondere für U-Boote.

Da der Stirlingmotor zumAntrieb nur Wärme benötigt,die von außen zugeführt wird,eignet er sich ganz besonderszu Unter-wasserantrieben.

Stirling, der luftunabhängige AntriebAISP, Air Independent Stirling Propulsion

Quelle: Kockums

Andere Anwendungen des Stirlingmotors?

STIRLINGMOTOR

Quelle: Martini1967

Stirling, der luftunabhängige AntriebAISP, Air Independent Stirling Propulsion

Künstliches Herz

Wärmequelle:Alpha Isotop

Andere Anwendungen des Stirlingmotors?

STIRLINGMOTOR

Quelle: NASA

Stirling, der luftunabhängige AntriebAISP, Air Independent Stirling Propulsion

Wärmequelle: Isotop

Linear -Generator

Einsatz im Weltraum

Andere Anwendungen des Stirlingmotors?

STIRLINGMOTOR

Andere Anwendungen des Stirlingmotors?

STIRLINGMOTOR

PHILIPS Kältemaschine

Handelsübliche Stirling-KältemaschinenFCKW-freie Kälteerzeugung

Quelle: Stirling Cryogenics & Refrigeration BV

Andere Anwendungen des Stirlingmotors?

STIRLINGMOTOR

Motor

Kühler

Stirling-Kühler für

Infrarot Sensoren

QUELLE: AIM, AEG Infrarot-Module GmbH, Heilbronn

IR-Kamerafür

Mammographie

Stirling-Kältemaschine

Hat der Stirlingmotor eine Zukunft?

STIRLINGMOTOR

Frage:

Hat der Stirlingmotor eine Zukunft?

Antwort:

Ja, in speziellen Bereichen.

Ja, wenn wir unsere Umwelt entlasten wollen.

Weiterführende Adressen:

STIRLINGMOTOR

Lieferbare Stirlingmotoren:www.stirling-engine.de (Solo GmbH, Sindelfingen)www.whispertech.co.nz (Whispertech, Neuseeland)www.sunmachine.de (SUNMACHINE GmbH Nürnberg)www.magnet-motor.de (Magnet-Motor GmbH)www.bsrsolar.com (BSR Solar Technologies GmbH)

Wirtschaftlichkeitsberechnung für KWK:www.stirling-engine.de (Solo GmbH)

Stirling Cryogenics:www.stirling.nl-75 ºC bis -250 ºC.

Infrarot Sensoren:www.aim-ir.com, (AEG Infrarot-Module GmbH)www.infratec.de (InfraTec GmbH, Dresden)

Fuktionierende Modelle:

www.stirlingmotor.com (E. Schmidt, Oberursel)

Berechnung und Auslegung von Stirlingmotoren:http://userserv.fh-reutlingen.de/~thomas/

Stirling-Literatur, Baupläne, Videos:www.stirlingmotor.com (E.Schmidt, Oberursel)

Vielen DankHermann Schmidt

Stirlingmotor.com61440 Oberursel

www.stirlingmotor.com

E-Mail: stirlingmotor@aol.com

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