Машины, работающие по циклу Стирлинга

Солнечные энергетические установки

По-видимому, существует практически неограниченный рынок для небольших двигателей, работающих на солнечной энергии (для использования в тропических странах) и служащих приводом водя­ных ирригационных насосов и электрогенераторов малой мощ­ности, заряжающих аккумуляторы для освещения в ночное время. Эта область применения двигателей Стирлинга не нова; Финкель­штейн (1959 г.) приводит пример одного из первых двигателей Стир­линга, работавшего на солнечной энергии и построенного Эрик - соном в XIX в.

По всей вероятности, основная трудность в поставке на рынок таких двигателей заключена в их цене. В дополнение к двигателю
необходимо иметь солнечный коллектор и концентратор, которые соответственно собирают солнечное излучение с большой площади и концентрируют ее на очень малую. Сфокусированный поток энер­гии очень велик, поэтому достигаются высокие температуры, необ­ходимые для работы теплового двигателя. Формы коллекторов мо­гут быть самыми разнообразными, но наиболее известной является, вероятно, параболоид (форма прожектора или рефлектора передней фары автомобиля). Другой формой коллектора является линза Френеля, показанная на рис. 9-5. Она представляет собой большую плоскую пластину из прозрачного материала с пазами на верхней поверхности, прорезанными под различными углами так, что пада­ющие солнечные лучи собираются в общем фокусе. Такие линзы, изготовленные с помощью штампа, подобно тому как делаются граммофонные пластинки, могут быть относительно дешевыми. Одна

Из них, купленная автором в 1970 г., имела размеры около 0,76X0,91 м и стоила 20 долл. К сожалению, линза была сде­лана из пластика, теряющего прозрачность при сильном сол­нечном свете.

При перпендикулярном рас­положении коллектора к солнеч­ным лучам падающая солнечная энергия максимальна. Для под­держания максимальной выход­ной мощности двигателя в тече­ние возможно большего времени необходим механизм ориентации,

Ветствии с движением Солнца. Механизм ориентации может приводиться в движение от простого часового механизма

С периодической поправкой по широте, учитывающей сезонные изменения в движении Солнца. Типы двигателей могут быть самыми разнообразными — от свободно-поршневого двигателя J Била (рабочий объем находится под давлением и герметично уплотнен при изготовлении) до простого двигателя Хейнричи, работающего на воздухе при низком давлении. Такие двигатели должны быть дешевыми, надежными и нетрудоемкими в производстве при вы­пуске их в больших количествах.

Заслуживает внимания изобретенная Финкельштейном кварце­вая головка цилиндра, позволяющая иметь фокус коллектора внутри самого цилиндра.

Это дает возможность нагревать рабочее тело до очень высокой температуры без особых требований к высококачественным материа­лам в горячей замкнутой полости.