Siemens2024Siemens2024Siemens2024Siemens2024Siemens2024Siemens2024

Aktuální číslo:

2024/10

Téma měsíce:

Konzervace

Obálka čísla

Znovuzrození Stirlingova motoru

 |  9. 8. 2007
 |  Vesmír 86, 470, 2007/8

Přeměnu tepelné energie na mechanickou práci lidstvo využívá již od konce 17. století – širší uplatnění však nalezl parní stroj až po Wattově zdokonalení (Wattův patent je z r. 1769). Stirlingův motor je pístový tepelný motor jen o pár desítek let mladší než parní stroj – reverend Robert Stirling podal patent 27. září 1816 v Edinburghu. Jeho motor se odlišuje především tím, že se pracovní médium pohybuje mezi dvěma tepelnými výměníky – jeden přenáší teplo z vnějšího zdroje, druhý ho předává tepelné lázni a pracovní médium opět ochlazuje; pracovní médium zůstává trvale ve válci Stirlingova motoru. Pro konstruktéry to představuje komplikaci – a patrně to byl jeden z důvodů, proč se Stirlingův motor ocitl ve stínu parních strojů a počátkem 20. století byl už považován za zastaralý. Vytlačily jej Dieselovy motory a elektromotory.

Stirling podal patent pod názvem „Heat Economiser“. Jeho inovace již existujícího teplovzdušného motoru spočívala vlastně v zařízení dnes známém jako regenerátor. To je část motoru, jíž pracovní médium předává část tepla na své cestě k chladnější části motoru a toto teplo zas pracovnímu médiu vrací při jeho cestě k teplejší části motoru. Dnešní důmyslné Stirlingovy motory používají jako pracovní médium zpravidla vodík (který má nízkou viskozitu a vysokou tepelnou vodivost), dosahují až 80 % teoretické účinnosti ideálního Stirlingova cyklu.

Stirlingův motor může být také použit v opačném modu – jako tepelné čerpadlo, kdy je energie (mechanická nebo elektrická) využívána k ohřevu.

Severovýchodně od Los Angeles v Mohavské poušti bude od r. 2012 v provozu sluneční elektrárna s projektovaným výkonem 500 MW. Zrcadla koncentrují sluneční energii na jeden výměník Stirlingova motoru, druhý výměník předává nevyužitou tepelnou energii atmosféře. Stirlingův motor pohání elektrogenerátor. Dvacet tisíc těchto jednotek zabere plochu 19 km2. Účinnost konverze sluneční energie na elektrickou je větší než účinnost fotovoltaických článků bez koncentrátorů slunečního záření (a srovnatelná s účinností fotovoltaických článků s koncentrátory). Pro Kalifornii je to jeden z reálných alternativních zdrojů energie.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Technické vědy

O autorovi

Ivan Boháček

Mgr. Ivan Boháček (*1946) absolvoval Matematicko-fyzikální fakultu UK v Praze. Do roku 1977 se zabýval v Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského molekulovou spektroskopií, do roku 1985 detektory ionizujících částic v pevné fázi v Ústavu pro výzkum, výrobu a využití radioizotopů. Spolu s Z. Pincem a F. Běhounkem je autorem knihy o fyzice a fyzicích Newton by se divil (Albatros, Praha 1975), a se Z. Pincem pak napsali ještě knihu o chemii Elixíry života a smrti (Albatros, Praha 1976). Ve Vesmíru působí od r. 1985.
Boháček Ivan

Doporučujeme

O konzervování, zelené dohodě i konzervatismu

O konzervování, zelené dohodě i konzervatismu

Michal Anděl  |  30. 9. 2024
Vesmír přináší v tomto čísle minisérii článků, které se zabývají různými aspekty konzervování. Toto slovo má různé významy, které spojuje...
Životní příběh Nicolase Apperta

Životní příběh Nicolase Apperta uzamčeno

Aleš Rajchl  |  30. 9. 2024
Snaha prodloužit trvanlivost potravin a uchovat je pro období nedostatku je nepochybně stará jako lidstvo samo. Naši předci jistě brzy...
Izotopy odhalují původ krovu z Notre-Dame

Izotopy odhalují původ krovu z Notre-Dame uzamčeno

Anna Imbert Štulc  |  30. 9. 2024
Požár chrámu Matky Boží v Paříži (Cathédrale Notre‑Dame de Paris) v roce 2019 způsobil ikonické památce velké škody. V troskách po ničivé pohromě...