Новый взгляд на солнечный стирлинг
Кроме двигателей внутреннего сгорания существует еще так называемый двигатель ВНЕШНЕГО сгорания, либо (по имени собственного изобретателя) – двигатель Стирлинга.
Подробности технического устройства двигателя желающие смогут взглянуть в Википедии (http://ru.wikipedia.org/wiki/Машина_Стирлинга), а тут только коснусь его принципа работы. Одну сторону двигателя нагревают, а другую охлаждают.
Рабочее тело (газ) движется в замкнутом пространстве, толкая поршни на протяжении цикла расширение-сжатие между двумя территориями с разной температурой.
Преимуществом данного типа двигателя есть более большой КПД если сравнивать с ДВС и возможность применять для нагрева одной из сторон рабочей камеры фактически любой тип горючего…
Широкого распространения на транспорте двигатель Стирлинга не взял из-за собственных довольно больших габаритов если сравнивать с ДВС той же мощности и из-за конструктивной неосуществимости скоро усиливаться , что очень плохо воздействовало бы на динамику разгона транспортного средства.
Для выработки электричества на электростанциях, трудящихся на ископаемом горючем, больше подходят турбины.
Как мне известно, двигатель Стирлинга на данный момент по большей части употребляется на подводных лодках – в том месте его преимущества перевешивают недочёты.
Но пара лет назад В США показалась причудливая разработка, разрешившая применять двигатель Стирлинга в качестве источника экологически чистой энергии (http://www.membrana.ru/articles/technic/2004/11/22).
Изобретатели добились того, что эффективность выработки электричества намного превысила показатели простых солнечных батарей.
Как мне известно, проект приобрел помощь на уровне государственной администрации США и по сей день продвигается с некоей долей успешности (http://www.stirlingenergy.com/press-room.htm).
Я думал над тем, как возможно было бы еще более полно применять преимущества двигателя Стирлинга для выработки экологически чистой электричества с применением излучения Солнца, и по сей день готов поделиться своим техническим ответом.
Недочёт двигателя Стирлинга – в его относительной громоздкости.
Но оборотная сторона этого недочёта – возможность сконструировать двигатель практически любых габаритов. Максимальный размер двигателя (в отличие от ДВС) упирается только в ограничение фантазии конструктора.
Создатели «Солнечных Стирлингов» не смогут полностью применять преимущества этого двигателя в плане масштаба по причине того, что сам движок у них закреплен на подвижной конструкции, которая наряду с этим технически достаточно сложна.
А что, в случае если разместить сам двигатель стационарно, и солнечный свет подвести к его нагреваемой части при помощи какого-либо иного технического ответа? Тогда мы ушли бы от ограничений в плане размера.
У «Солнечных Стирлингов» «холодная» часть рабочей территории охлаждается за счет температуры воздуха. Оптимальные условия эксплуатации предполагают, что сами устройства устанавливаются в пустыне, где температура окружающей среды днем образовывает от +30 до +50 градусов по шкале Цельсия.
А ну как попытаться расширить отличие в температурах рабочих территорий за счет природных источников? Для этого возможно было бы, к примеру, подвести к «холодной» части рабочей территории проточную воду из находящегося рядом водоема с проточной водой.
Так, возможно было бы добиться куда большего КПД.
Идём дальше.
«Тёплая» и «холодная» части рабочей территории в классическом варианте двигателя Стирлинга обмениваются температурой с внешней средой через внешние стены устройства. Теплообмен возможно было бы сделать более действенным, в случае если расширить площадь соприкосновения с внешней средой рабочего тела в «холодной» и в «тёплой» территории.
И последние вводные эти: На глубине 700 метров температура воды в мировом океане имеет постоянную температуру 7 градусов по шкале Цельсия.
А сейчас мой вариант конструкции.
Двигатель Стирлинга строится в солнечном теплом регионе. Находится он или на некоем подобии нефтяной платформы прямо в океане, или на берегу.
На глубину 700 метров в океан опускается труба для выкачивания на поверхность холодной воды.
Рядом с двигателем (если он расположен на берегу), либо конкретно на нем (если он находится на удалении от берега) размещаются неподвижные солнечные концентраторы (http://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечный_коллектор), разогревающие трубы, по которым циркулирует какой-нибудь жидкий теплоноситель (к примеру, синтетическое масло). Благодаря применению солнечных концентраторов возможно собирать солнечную энергию фактически с любой площади.
Совершенно верно так же, нет особенных ограничений для вероятных количеств выкачки холодной воды с океанских глубин на поверхность. Что разрешает сделать электростанцию на базе двигателя Стирлинга практически любого размера.
Предлагаемое мной техническое ответ для охлаждения «холодной» части рабочей разогрева и зоны «тёплой»:
При подходе к «холодной» территории вода с океанских глубин разделяется на множество труб маленького диаметра. Уже в самой «холодной» территории трубы пропущены через бессчётные страницы металла для лучшего теплообмена (как радиаторы батарей отопления).
Так, площадь теплообмена если сравнивать с хорошим вариантом возрастает на порядки. А температуру в «холодной» территории возможно поддерживать не многим более семи градусов благодаря стремительной прокачке океанской воды через трубы.
По окончании того, как вода прокачивается через трубы в «холодной» территории, она снова планирует в одну трубу и возвращается обратно на глубину – на достаточном отдалении от места, где произведен водозабор, дабы не нагреть воду в его территории.
Со своей стороны, масло, разогретое солнечными концентраторами до температуры в пара сотен градусов, через подобную же совокупность радиаторов и труб разогревает газ в «тёплой» территории.
Двигатель, оставаясь, так, по собственному принципу движком «внешнего» сгорания, однако, разогревается и охлаждается как бы изнутри – благодаря тому, что рабочее тело (газ) разогревается и охлаждается трубами с носителями тепла и холода, размещенными прямо в рабочей территории.
Подобное техническое ответ разрешит собирать даровую энергию солнечного света с площадей любого размера и разрешит возможность получить КПД куда выше, чем в конструкции «Солнечных Стирлингов» благодаря бОльшей отличию температур в двух частях рабочей территории.
Так, затраты на постройку электростанции однообразной мощности, при применении «Солнечных Стирлингов» и предлагаемого варианта будут различаться многократно (в пользу последнего) за счет результата масштаба, в случае если его сделать вправду громадным. Применение на практике рабочих экземпляров «Солнечных Стирлингов» продемонстрировало, что получение электричества таким методом коммерчески оправдано (выкладки имеется в статье по данной мной ссылке).
