Stirlingmotor
Laatst bijgewerkt: 05-05-2025
Definitie
Een Stirlingmotor is een gesloten warmtemotor die mechanische energie opwekt door een werkend gas cyclisch te verwarmen en te koelen tussen verschillende temperatuurniveaus.
Omschrijving
De Stirlingmotor, ook wel heteluchtmotor genoemd, functioneert middels een regeneratieve thermodynamische cyclus waarbij een vaste hoeveelheid gas, zoals lucht, helium of waterstof, afwisselend wordt gecomprimeerd en geëxpandeerd. Dit gebeurt in een gesloten systeem met een heet en een koud deel. Warmte wordt van buitenaf toegevoerd aan het hete deel, waardoor het gas uitzet en een zuiger beweegt. Vervolgens verplaatst een verplaatserzuiger het gas naar het koude deel waar het afkoelt en krimpt, waardoor de andere zuiger terugkeert. Dit cyclische proces zet thermische energie om in mechanische arbeid. Een belangrijk onderdeel is de regenerator, een interne warmtewisselaar die warmte opslaat en hergebruikt om de efficiëntie te verhogen.
Geschiedenis en Principe
De Stirlingmotor werd in 1816 gepatenteerd door Robert Stirling. Het principe onderscheidde zich van eerdere heteluchtmotoren doordat het gas in een gesloten circuit werkt. De motor zet thermische energie om in bewegingsenergie door gebruik te maken van het uitzetten en inkrimpen van gas bij temperatuurveranderingen. In tegenstelling tot verbrandingsmotoren vindt de verwarming extern plaats.
Toepassingen
Stirlingmotoren zijn geschikt voor diverse toepassingen vanwege hun potentieel hoge efficiëntie en het vermogen om op uiteenlopende warmtebronnen te werken, zoals zonnewarmte, geothermische energie of restwarmte. Ze worden onder meer ingezet in kleine energiecentrales, warmtepompen, koelsystemen, en als generator in combinatie met duurzame energiebronnen. Ook zijn er toepassingen onderzocht voor onderzeeboten en ruimtevaart. Historisch werden ze ook gebruikt waar stoommachines te gevaarlijk waren of water schaars was.
Gebruikte bronnen: