technik: stirling-motor

Dem Stirling-Motor wird die Antriebsenergie in Form von Wärme zugeführt. Er kann daher durch verschiedene Brennstoffe, aber auch durch andere Quellen wie beispielsweise fokussierte Solarenergie betrieben werden.

Im Stirling ist in zwei miteinander verbundenen Zylindern ein Arbeitsgas eingeschlossen, zum Beispiel Helium. Einer der Zylinder wird erhitzt, der andere gekühlt. Der Druckanstieg auf der erwärmten Seite bewegt einen Arbeitskolben. An diesen gekoppelt ist ein Verdrängerkolben, der das gerade erhitzte Gas in den Kühlzylinder drückt, wo es sein Volumen wieder reduziert. Damit wird der Arbeitskolben wieder in die Gegenrichtung bewegt, und der Verdrängerkolben drückt das Gas nun wieder vom Kühlzylinder zum Heizzylinder.

Dieser Gasfluss findet fortlaufend statt, solange durch Energiezufuhr die Temperaturdifferenz zwischen den Zylindern aufrechterhalten wird. Ein Generator kann nun die Bewegungsenergie der Arbeitskolben in elektrischen Strom umwandeln.

Entscheidend für die Leistung des Motors sind Temperaturdifferenz und Gasdruck. Da der Stirling wie jede Wärme-Kraft-Maschine den Grenzen des Carnot-Prozesses unterliegt, steigt der Wirkungsgrad mit der Temperaturdifferenz. Schon wenige Grad reichen zwar theoretisch aus, um den Motor zum Laufen zu bringen, doch erst oberhalb von 100 Grad Temperaturdifferenz (100 Kelvin) liefert er nutzbare Leistung. Der Wirkungsgrad steigt außerdem mit dem Druck des Arbeitsgases. Solo erwärmt den Erhitzer auf etwa 740 Grad und komprimiert das Helium auf 150 bar. BJ