Что такое двигатель Стирлинга с генератором. Как он работает. Каковы его преимущества перед другими источниками энергии. Где применяется двигатель Стирлинга с генератором. Какие перспективы у этой технологии.
Что представляет собой двигатель Стирлинга с генератором
Двигатель Стирлинга с генератором — это инновационная система для автономного производства тепла и электроэнергии. Она состоит из двух основных компонентов:
- Двигатель Стирлинга — тепловой двигатель внешнего сгорания, работающий по замкнутому термодинамическому циклу
- Электрогенератор — устройство для преобразования механической энергии в электрическую
Принцип работы такой системы заключается в следующем:
- Внешний источник тепла (например, сжигание газа или биомассы) нагревает рабочее тело двигателя Стирлинга
- Рабочее тело (газ) расширяется, приводя в движение поршни двигателя
- Механическая энергия от движения поршней передается на вал генератора
- Генератор преобразует механическое вращение в электрический ток
Преимущества двигателя Стирлинга с генератором
Данная технология обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с традиционными источниками энергии:
- Высокий КПД — до 80-90% при комбинированном производстве тепла и электричества
- Экологичность — низкий уровень вредных выбросов
- Универсальность — может работать на различных видах топлива
- Бесшумность — отсутствие внутреннего сгорания и движущихся клапанов
- Надежность — простая конструкция, длительный срок службы
- Автономность — независимость от централизованных сетей
Области применения двигателя Стирлинга с генератором
Благодаря своим характеристикам, двигатель Стирлинга с генератором находит применение в различных сферах:
- Автономное энергоснабжение частных домов и коттеджей
- Резервные источники питания для критически важных объектов
- Мобильные электростанции для отдаленных районов
- Космические энергетические установки
- Гибридные энергосистемы в сочетании с возобновляемыми источниками
Как работает двигатель Стирлинга
Рассмотрим принцип действия двигателя Стирлинга более подробно:
- Нагрев рабочего газа (обычно гелия или водорода) в горячей полости цилиндра
- Расширение газа приводит в движение рабочий поршень
- Газ перемещается в холодную полость и охлаждается
- При охлаждении газ сжимается, и цикл повторяется
Такой принцип позволяет преобразовывать тепловую энергию в механическую с высокой эффективностью. При этом источником тепла может быть практически любой: сжигание топлива, солнечная энергия, геотермальное тепло и т.д.
Типы двигателей Стирлинга
Существует несколько основных разновидностей двигателей Стирлинга:
- Альфа-тип — с двумя раздельными цилиндрами (горячим и холодным)
- Бета-тип — с одним цилиндром и вытеснителем
- Гамма-тип — с отдельными цилиндрами для рабочего поршня и вытеснителя
- Свободнопоршневой — без кривошипно-шатунного механизма
Каждый тип имеет свои особенности и области применения. Например, свободнопоршневые двигатели отличаются простотой конструкции и надежностью, что делает их перспективными для бытовых когенерационных установок.
Эффективность двигателя Стирлинга с генератором
Эффективность системы на базе двигателя Стирлинга с генератором зависит от нескольких факторов:
- КПД самого двигателя Стирлинга (до 40-45%)
- КПД электрогенератора (90-95%)
- Эффективность утилизации выделяемого тепла
При комбинированном производстве тепла и электроэнергии (когенерации) общий КПД может достигать 80-90%. Это значительно выше, чем у традиционных систем раздельной генерации.
Перспективы развития технологии
Двигатель Стирлинга с генератором имеет хорошие перспективы для дальнейшего развития и широкого внедрения. Основные направления совершенствования технологии:
- Повышение эффективности преобразования энергии
- Снижение стоимости производства
- Увеличение ресурса работы
- Разработка компактных бытовых установок
- Интеграция с системами «умный дом»
- Создание гибридных энергокомплексов
По мере развития технологии и снижения стоимости, двигатели Стирлинга с генератором могут стать доступной альтернативой традиционным источникам энергии для широкого круга потребителей.
Двигатель Стирлинга и газовый котёл Vitotwin 300-W — альтернативный источник электроэнергии. Получение электричества из газа. Самый лучший газовый генератор
Частота отключения света, цены, тарифы на электричество в Украине требуют альтернативных решений энергоснабжения. Мы предлагаем газо генератор от Viessmann — газовый генератор вырабатывает электроэнергию (электричество) из газа.
Vitotwin 300-W воспринимается потребителем прежде всего как альтернативный источник электроэнергии. Когенерационные установки Vitotwin 300-W (маломощный аналог Мини ТЭС (ТЭЦ) ) это тепловые электростанции, которые позволяют получать одновременно электричество из газа и отопление газом. Из-за потерь в ЛЭП линиях электропередач схема автономного получения электроэнергии из газа оказалась эффективнее, а получаемое электричество дешевле стоимостью 7-10 коп. за 1 кВт, кроме того, самый лучший газовый генератор превращается в автономную систему энергоснабжения.
Тепло в электричество превращает свободно поршневой двигатель Стирлинга и плавный линейный генератор напряжения переменного тока, КПД — 15 %, то есть 6,6 кВт тепла дают 1 кВт электричества — мощность электростанции. Пиковую нагрузку для подогрева горячей воды обеспечивает газовая горелка MatriX с конденсационным теплообменником Inox-Radial (КПД — 98 %) конденсационного котла Vitodens 200-W — тепло генератора модулируемой мощностью 4,5-20 кВт. А, главное, в процессе генерации электричества двигатель Стирлинга нагревает воду в охлаждающем его контуре до 6 кВт, (этого хватит на отопление дома площадью 135 м2 со средним утеплением для Одессы) КПД — 81 %. Суммарная производительность когенерационной установки 26 кВт тепловой и 1 кВт электрической энергии.
6 кВт тепла газа работают на отопление 135 м2 дома и обеспечивают этот дом электроэнергией в 1 кВт себе стоимостью 7 коп. В случае потребления горячей воды, мощность модулируемой горелки конденсационного котла возрастает с 6 кВт до 26 кВт.
Самый экономичный режим работы Vitotwin 300-W с ежегодным потреблением газа около 26 000 кВт*ч в год (3174 м3/год) и получением электроэнергии около 3000 кВт*ч в год (8,2 кВт/сутки). Получение электроэнергии без аккумуляторов требует постоянной работы газовой горелки, поэтому к Vitotwin 300-W подключают бойлер косвенного нагрева, желательно Vitocell 340-M на 750 литров. Самостоятельная сетевая адаптация. Размеры когенерационной установки (Высота х Глубина х Ширина) 900 х 480 х 480 мм, лёгкий монтаж на стену, как настенный газовый котёл.
Где купить двигатель Стирлинга можно узнать у менеджера по продажам.
Возможно перспективным будет использование комбинации двигателя Стирлинга с тепловым насосом для дешевого отопления или с пиролизным котлом на дровах для полностью автономного энергоснабжения.
Если двигатель Стирлинга будет продаваться в Украине, возможная цена около 12720 Евро.
Отзывов: 12
?
Похожее
Двигатели Стирлинга в категории «Авто — мото»
Двигатель Стирлинга Stirling Engine с генератором DIY
На складе в г.
Киев
Доставка по Украине
2 391.9 — 2 627.2 грн
от 2 продавцов
2 627.20 грн
3 284 грн
Купить
Двигатель Стирлинга Stirling Engine с генератором Черный
На складе в г. Киев
Доставка по Украине
933.6 — 1 156.85 грн
от 2 продавцов
933.60 грн
1 167 грн
Купить
Двигатель Стирлинга Stirling Engine с генератором
На складе в г. Киев
Доставка по Украине
1 779 грн
2 372 грн
Купить
Двигатель Стирлинга Stirling Engine с генератором DIY
На складе в г. Киев
Доставка по Украине
2 364 грн
3 152 грн
Купить
Двигатель Стирлинга Stirling Engine с генератором Черный
На складе в г. Киев
Доставка по Украине
1 089.75 грн
1 453 грн
Купить
С генератором Двигатель Стирлинга
На складе в г.
Киев
Доставка по Украине
1 866.40 грн
2 333 грн
Купить
Двигун Стірлінга Stirling Engine з генератором
На складе в г. Киев
Доставка по Украине
1 838.55 грн
2 163 грн
Купить
Двигатель Стирлинга Stirling Engine с генератором
На складе в г. Киев
Доставка по Украине
1 643.2 — 1 672.8 грн
от 2 продавцов
1 643.20 грн
2 054 грн
Купить
Б/у Термоакустический двигатель Стирлинга
Заканчивается
Доставка по Украине
990 грн
1 100 грн
Купить
Stirling Engine с генератором DIY
На складе в г. Киев
Доставка по Украине
3 781 грн
Купить
Stirling Engine с генератором Черный
На складе в г. Киев
Доставка по Украине
1 634 грн
Купить
С генератором
На складе в г.
Киев
Доставка по Украине
2 921 грн
Купить
Двигун Стірлінга Stirling Engine з генератором DIY
На складе в г. Киев
Доставка по Украине
2 443.75 грн
2 875 грн
Купить
Двигун Стірлінга Stirling Engine з генератором DIY Чорний
На складе в г. Киев
Доставка по Украине
1 054 грн
1 240 грн
Купить
Stirling Engine с генератором DIY Двигатель Стирлинга
На складе в г. Киев
Доставка по Украине
2 577.60 грн
3 222 грн
Купить
Смотрите также
Stirling Engine с генератором Двигатель Стирлинга Черный
На складе в г. Киев
Доставка по Украине
997.60 грн
1 247 грн
Купить
Низкотемпературный двигатель стирлинга Mini Hot Air Stirling Engine
Недоступен
1 299 грн
Смотреть
Двигатель Стирлинга
Недоступен
1 649 грн
Смотреть
Двигатель Стирлинга Stirling Engine с генератором
Недоступен
1 490 грн
Смотреть
Низкотемпературный двигатель Стирлинга Stirling Engine
Недоступен
1 649 грн
Смотреть
Воздушный двигатель Стирлинг Stirling Engine Low Temperature Steam Engine с генератором
Недоступен
1 749 грн
Смотреть
Низкотемпературный двигатель стирлинга Low Temperature Stirling Engine
Недоступен
1 200 грн
Смотреть
Модель двигателя Стирлинга в стиле ретро низкотемпературный
Недоступен
1 220 грн
Смотреть
Двигатель Стирлинга Stirling Engine с генератором
Недоступен
1 899 грн
Смотреть
Двигатель Стирлинга Stirling Engine с генератором
Недоступен
1 550 грн
Смотреть
Тепловой двигатель Стирлинга из цельной металлической конструкции
Недоступен
2 380 грн
Смотреть
Низкотемпературный двигатель стирлинга Mini Hot Air Stirling Engine
Недоступен
1 199 грн
Смотреть
Низкотемпературный двигатель Стирлинга Stirling Engine
Недоступен
1 650 грн
Смотреть
Высокотемпературный двигатель Стирлинг Stirling Engine High Temperature Engine с генератором и LED лампой
Недоступен
1 899 грн/комплект
Смотреть
Пеллеты, солнечная энергия и генератор двигателя Стирлинга
Вырабатывайте электроэнергию и тепло из пеллет и солнечной энергии круглый год
Превратите свое стремление к независимости в реальность
myEnergy365 от ÖkoFEN ответ на вопрос как к производить электроэнергию и тепло самостоятельно и экологически в вашем собственном доме.
Комплексный подход, разумно сочетающий новейшие технологии, впервые открывает уникальную возможность использовать полностью экологическое тепло и электроэнергия собственного производства из пеллет и солнца в отдельном доме . Концепция имеет модульную структуру. Нововведение предлагается в виде полной системы , хотя может быть реализовано и поэтапно . Существующая фотогальваническая система может быть интегрирована, а двигатель Стирлинга для производства электроэнергии может быть модернизирован позднее.
Это позволяет потребителям постепенно становиться более независимыми в соответствии с их потребностями и бюджетом.
The Pellematic Condens
Основным компонентом энергетической системы отопления на пеллетах является Pellematic Condens, один из наиболее эффективных котлов на пеллетах с технологией конденсации .
Новаторская технология конденсации Condens помогает достичь эффективности 107,3%* при минимальном уровне выбросов. Благодаря своей компактной конструкции пеллетный котел также подходит для самых маленьких котельных и лидирует с точки зрения эффективности и экономии места.
Пеллетный котел может быть оснащен двигателем Стирлинга для выработки электроэнергии либо сразу, либо позже. Pellematic Condens поставляется с пакетом eReady для возможности дооснащения. Подготовленные интерфейсы на контроллере и гидравлике позволяют последующую установку двигателя Стирлинга, тем самым обеспечивая первый шаг к энергетической независимости.
Подробнее о Pellematic Condens
Найдите местного представителя и свяжитесь с ним, если у вас возникнут какие-либо вопросы или сомнения.
Тогда свяжитесь с нами с вашим вопросом или проблемой. Мы всегда стремимся предоставить вам наилучшие советы и информацию о наших продуктах.
Вам нужна личная консультация или информационный материал? Или у вас есть вопрос о нашей продукции? Тогда позвоните нам. Мы с нетерпением ждем ответа от вас!
Шаг за шагом к энергетической свободе
Фотоэлектрическая система удовлетворяет примерно 30% потребности в электроэнергии отдельного дома.
Площадь, необходимая для установки, составляет около 35 м2 поверхности крыши. Существующие фотоэлектрические системы также могут быть интегрированы. В солнечные дни неиспользованная электроэнергия подается в общую электросеть.
Аккумулятор является идеальным дополнением к фотоэлектрической системе и обеспечивает около 70% автономности.
Хранение солнечной энергии позволяет использовать ее даже после того, как солнце уже давно погасло. Функция аварийного питания также обеспечивает возможность отключения системы, поскольку двигатель Стирлинга может обеспечивать электричеством в случае сбоя в сети.
Двигатель Стирлинга приводится в действие котлом на пеллетах, а также обеспечивает подачу переменного тока (230 В, 50 Гц) в безсолнечные дни, когда от фотоэлектрической системы можно ожидать небольшой мощности. Чаще всего это происходит в период с октября по март.
Двигатель Стирлинга обеспечивает 100% автономность.
Полная система myEnergy365
Пояснительное видео
Хотите узнать, как работает энергетический пеллетный котел? Как работает двигатель Стирлинга? Тогда смотрите наше поясняющее видео.
Интеллектуальное регулирование
Работа двигателя Стирлинга зависит от погоды и производительности фотоэлектрической системы. Если имеется много солнца, система отопления питается от буферного накопителя, а фотоэлектрическая система заряжает аккумулятор.
Кроме того, фотогальваническая система хранит ненужную вам электроэнергию в накопителе энергии. В дни без солнца двигатель Стирлинга работает и снабжает здание теплом и электричеством.
The Pellematic Condens_e
Основным компонентом набора myEnergy365 является Pellematic Condens_e, котел на пеллетах, который также вырабатывает электроэнергию. Кроме того, система отопления дополнена двигателем Стирлинга . В отличие от бензиновых и дизельных двигателей, где сгорание внутреннее, в двигатель Стирлинга тепло подается извне.
Этот двигатель, наполненный гелием, расположен над зоной горения пеллет. Энергия вырабатывается двумя различными температурными зонами, которые нагревают и охлаждают рабочий газ. Расширение газа создает волну давления, которая приводит в движение поршень и вырабатывает электричество.
Двигатель Стирлинга работает за счет тепла котла на пеллетах , при этом потребность в пеллетах увеличивается очень незначительно.
Это позволяет производить рентабельной электроэнергии . Короткое время отклика делает доступной электрическую мощность очень быстро. Еще одним преимуществом является то, что двигатель не требует технического обслуживания.
Подробнее о Pellematic Condens_e
Принцип работы
- Поршень вытеснения проталкивает гелий через регенератор из головки в охладитель.
Пружина на противоположном корпусе внизу толкает поршень обратно вверх. - Гелий попеременно нагревается и охлаждается, в результате чего он расширяется и снова сжимается.
Это приводит к созданию волны давления, которая повторяется, когда цикл начинается снова. - Рабочий поршень движется вверх и вниз под действием этих волн давления вверх и вниз.
- Магнитный рабочий поршень окружен неподвижной магнитной катушкой с медными обмотками, что означает, что генерируется переменный ток.
Этот цикл повторяется 50 раз в секунду, генерируя мощность переменного тока частотой 50 Гц.
Уже реализованные проекты
ОТОПЛЕНИЕ НА ПЕЛЛЕТАХ, ВЫРАБАТЫВАЮЩЕЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Наша миссия – реализация системы отопления на древесных гранулах, производящей электроэнергию.
Что же такого особенного в этой концепции? Ответ заключается в том, что OkoFEN разрабатывает серию проектов «ÖkoFEN_e», CO2-нейтральные технологии с древесными гранулами в качестве источника энергии, которые могут снабжать здание как теплом, так и электричеством!
Наиболее распространенный и признанный тип комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) известен как когенерация, которая представляет собой систему, которая широко изучалась при разработке OkoFEN_e.
Принцип работы электрогенерирующего отопления
Общая цель электрогенерирующего отопления состоит в том, чтобы производить более эффективную и экологически чистую электроэнергию, чем при использовании ранее использовавшихся технологий.
Производство тепловой и электрической энергии производится непосредственно потребителям в собственном здании.
При сравнении традиционных раздельных систем тепло- и электроснабжения с электрогенерирующим отоплением видно, что затраты первичной энергии снижаются при одновременном производстве тепла и электроэнергии на месте.
Производство электроэнергии на крупных электростанциях и передача электроэнергии по воздушным кабелям больше не нужны.
Большие потери на электростанциях
Электростанция и котельная система (на графике слева) требуют большего расхода энергии (135 кВтч) для производства того же количества тепла (67,5 кВтч) и мощности ( 22,5 кВтч) как теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) справа. Кроме того, электростанция с почти 63% потерь является огромным потребителем энергии, у которого тепло, которое вырабатывается при выработке электроэнергии (= отбрасываемое тепло), не требуется и заведомо теряется в системах охлаждения. Только 37% расходуемой первичной энергии фактически преобразуется в электроэнергию
Для сравнения, котел (в нашем примере жидкотопливный котел) имеет более высокий КПД.
Традиционная система электростанции и котельной для производства как электроэнергии, так и тепла имеет общие потери 34%, тогда как система отопления, вырабатывающая электроэнергию (ТЭЦ), использует общее тепло системы, что приводит к очень небольшим потерям всего в 10%. %.
Высокая общая эффективность за счет производства электроэнергии на месте
С другой стороны, отопление, вырабатывающее электроэнергию (на графике слева), использует все тепло системы, достигая очень низких потерь, всего около 10 %. Из 100 кВтч использовано 9В дом приходит 0 кВтч.
Такое снижение потерь достигается за счет использования произведенного тепла на отопление и исключения транспортировки электроэнергии.
В случае с ÖkoFEN электричество получают из древесных гранул. Электрогенераторный пеллетный котел со встроенным двигателем Стирлинга — под названиями проектов «Pellematic Smart_e» и «Pellematic e-max» — в настоящее время разрабатывается для различных диапазонов мощностей и послесловий выводится на рынок.
MICROGEN STIRLING ENGINE
Корпорация Microgen Engine уже много лет работает над разработкой свободнопоршневого двигателя Стирлинга, подходящего для массового производства. С 1995 года предприятие вложило в развитие этой концепции 200 миллионов евро; усилия, которые окупились как технологическим, так и коммерческим успехом. В результате корпорация Microgen Engine Corporation была единственным в мире успешным массовым производителем двигателей Стирлинга с 2010 года, когда они впервые стали коммерчески жизнеспособными.
Всемирно известные компании, такие как Vaillant и Viessmann, также полагаются на двигатель Microgen Stirling.
Двигатель Стирлинга Microgen вырабатывает переменный ток (50 Гц) и обеспечивает 1 кВт электроэнергии; идеально подходит для использования в домашних условиях.
Загрузки и информация
- Каталог продукции ÖkoFEN_e PDF
Солнечная сила | arpa-e.
energy.govРаспределенные энергетические ресурсы
Производство и поставка электроэнергии
Программа:
ГЕНЕРАТОРЫ
Награда:
4 789 546 долларов
Расположение:
Афины,
Огайо
Положение дел:
ВЫПУСКНИКИ
Срок проекта:
01.12.2015 — 30.09.2021
Веб-сайт:
http://sunpowerinc.com
Критическая потребность:
В 2013 г. централизованные электростанции в США имели среднюю эффективность выработки электроэнергии всего 33%, 67% первичной энергии тратились в виде тепла и выбрасывали 2 миллиарда тонн CO2, что составляет около 38% от общего объема выбросов в США. Кроме того, 6% электроэнергии обычно теряется при передаче и распределении от электростанции к потребителю.
Альтернативой централизованному производству электроэнергии является распределенная генерация, при которой электроэнергия вырабатывается в точке потребления. Жилые комбинированные теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) могут сжигать природный газ для производства электроэнергии для дома, а также использовать отработанное тепло для нагрева помещений и нагрева воды. Потенциальная энергоэффективность систем ТЭЦ составляет более 80%, и значительное внедрение таких систем позволит резко сократить потребление первичной энергии и сопутствующие выбросы CO2. Однако использование малых ТЭЦ не получило широкого распространения, поскольку имеющиеся в настоящее время на рынке системы ограничены высокой ценой, низкой эффективностью и коротким сроком службы. Программа GENSETS направлена на разработку генераторов ТЭЦ мощностью 1 кВт (электрических), которые обладают высокой эффективностью преобразования топлива в электроэнергию, долгим сроком службы, низкой стоимостью и низким уровнем выбросов.
Инновация проекта + преимущества:
Sunpower в сотрудничестве с Aerojet Rocketdyne и Precision Combustion Inc.
(PCI) предлагает высокочастотный, высокоэффективный свободнопоршневой двигатель Стирлинга (FPSE) мощностью 1 кВт. В двигателе Стирлинга используется рабочий газ, такой как гелий, который находится в герметичной среде. При нагревании горелкой, работающей на природном газе, газ расширяется, заставляя поршень двигаться и взаимодействовать с линейным генератором переменного тока для выработки электроэнергии. Когда газ охлаждается и сжимается, процесс сбрасывается, прежде чем повториться снова. Усовершенствованные двигатели Стирлинга стараются тщательно управлять теплом внутри системы, чтобы максимально эффективно использовать энергию природного газа. Новые инновации от этой команды включают в себя высокоэффективную и высокочастотную конструкцию, которая уменьшает размер и стоимость и может быть установлена на стене. Узел головки нагревателя действует как теплообменник между горелкой и заключенным в ней рабочим газом, а более высокая температура обеспечивает большую эффективность. Aerojet Rocketdyne поможет в этом, разработав высокотемпературные материалы для использования в этом процессе, в то время как PCI добавит новую каталитическую двухступенчатую горелку, чтобы максимизировать теплопередачу к головке нагревателя.
