Motor stirling alfa planos

Tipos de motores stirling

Un motor Stirling es un motor térmico que funciona mediante la compresión y expansión cíclicas de aire u otro gas (el fluido de trabajo) a diferentes temperaturas, de manera que se produce una conversión neta de energía térmica en trabajo mecánico. Más concretamente, el motor Stirling es un motor térmico regenerativo de ciclo cerrado con un fluido de trabajo permanentemente gaseoso. Ciclo cerrado, en este contexto, significa un sistema termodinámico en el que el fluido de trabajo está permanentemente contenido dentro del sistema, y regenerativo describe el uso de un tipo específico de intercambiador de calor interno y almacén térmico, conocido como regenerador. La inclusión de un regenerador diferencia al motor Stirling de otros motores de aire caliente de ciclo cerrado.

Los motores Stirling tienen un alto rendimiento en comparación con las máquinas de vapor, pudiendo alcanzar un rendimiento del 50%. También son capaces de funcionar de forma silenciosa y pueden utilizar casi cualquier fuente de calor. La fuente de energía térmica se genera fuera del motor Stirling, en lugar de por combustión interna como ocurre con los motores de ciclo Otto o de ciclo Diesel. Dado que el motor Stirling es compatible con fuentes de energía alternativas y renovables, podría adquirir una importancia cada vez mayor a medida que aumente el precio de los combustibles convencionales, y también a la luz de preocupaciones como el agotamiento de las reservas de petróleo y el cambio climático. Este tipo de motor despierta actualmente interés como componente principal de las unidades de microcombinación de calor y electricidad (CHP), en las que es más eficiente y seguro que una máquina de vapor comparable. Sin embargo, su relación peso/potencia es baja, por lo que es más adecuado para instalaciones estáticas en las que el espacio y el peso no son tan importantes.

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Motor stirling alfa beta gamma

El motor Stirling ha atraído mucha atención a lo largo de los años. Su potencial de alta eficiencia y la capacidad de utilizar una amplia variedad de combustibles lo han convertido en un serio competidor para las fuentes de energía alternativas, especialmente en aplicaciones de automoción. El potencial de estos motores para sustituir al motor de combustión interna (ICE) en los automóviles se exploró a finales de los años 70 y 80.

En 1986, la NASA publicó un informe técnico en el que se describía el desarrollo de los motores de automoción MOD I y MOD II (ref.: http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19880002196_1988002196.pdf). El motor utilizaba la tecnología Stirling. Utilizaba hidrógeno presurizado como gas de trabajo. Fue desarrollado y producido por un esfuerzo de colaboración entre la NASA y MTI (Mechanical Technology Incorporated). El motor MOD II, en particular, podía alcanzar un rendimiento térmico del 38,5% (significativamente mayor que un ICE de encendido por chispa), y con una potencia comparable a la de un ICE del mismo tamaño (83,5 CV). Quemaba el combustible con unas emisiones más limpias que un motor de combustión interna debido a que el combustible se quemaba fuera del motor. También producía mucho menos ruido durante su funcionamiento. Por lo tanto, no se necesitaba ningún silenciador ni catalizador para el tubo de escape.

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Un modelo de motor Stirling que muestra su simplicidad. A diferencia de la máquina de vapor o del motor de combustión interna, no tiene válvulas ni tren de distribución. La fuente de calor (no se muestra) se colocaría debajo del cilindro de latón.

Un motor Stirling es un motor térmico que funciona mediante la compresión y expansión cíclicas de aire u otro gas (el fluido de trabajo) entre diferentes temperaturas, lo que da lugar a una conversión neta de energía térmica en trabajo mecánico[1][2].

Más concretamente, el motor Stirling es un motor térmico regenerativo de ciclo cerrado con un fluido de trabajo gaseoso permanente. Ciclo cerrado, en este contexto, significa un sistema termodinámico en el que el fluido de trabajo está permanentemente contenido dentro del sistema, y regenerativo describe el uso de un tipo específico de intercambiador de calor interno y almacén térmico, conocido como regenerador. En sentido estricto, la inclusión del regenerador es lo que diferencia a un motor Stirling de otros motores de aire caliente de ciclo cerrado[3].

Mecanismo del motor Stirling

La máquina Stirling original fue desarrollada en 1816 por Robert Stirling como alternativa a la primera máquina de vapor, que tenía tendencia a explotar. Sin embargo, su uso práctico se limitó a aplicaciones domésticas de baja potencia. El motor Stirling destaca por su alto rendimiento (hasta un 40%), su funcionamiento silencioso y la facilidad con la que puede utilizar casi cualquier fuente de calor, en este caso el calor del sol. Esta compatibilidad con las energías renovables ha cobrado importancia debido a la preocupación por la adicción de Estados Unidos al petróleo, la huella de carbono y las consecuencias del cambio climático. El motor Stirling es una tecnología CSP sin agua.

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A lo largo de los años se han ideado muchas versiones diferentes del motor Stirling. Inicialmente, se explicará la versión más sencilla, el motor Alpha Sterling. Después se explicará una versión más moderna, la configuración Siemans con cuatro cilindros. También hay varias versiones intermedias.

Un motor Alpha Stirling contiene dos pistones en cilindros separados, uno caliente y otro frío. El cilindro caliente está situado dentro del intercambiador de calor de alta temperatura y el cilindro frío está situado dentro del intercambiador de calor de baja temperatura. El gas de trabajo (normalmente hidrógeno) dentro de ambos cilindros entra en contacto con las paredes del cilindro caliente, que se calientan desde una fuente externa. El gas se eleva a una temperatura de aproximadamente 650ºC.

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