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12. September 2017

Neuentwicklung: Freikolben-Resonanz-Stirling

Stirling mit elektrischen Wirkungsgrad von 25 Prozent

Mikro-WKK haben sich noch kaum etabliert. Entweder ist der Wartungsaufwand zu hoch oder der Wirkungsgrad zu klein. Nun wird in der Schweiz ein neues Mikro-WKK entwickelt: der Freikolben-Resonanz-Stirling.
Hubert Palla 

Der Freikolben-Resonanz-Stirlingläuft auch bei hohen Verbrennungstemperaturen absolut stabil und kann mit einem äusserst schadstoffarmen Flox-Gasbrenner betrieben werden. Dadurch entsteht sein hoher elektrischer Wirkungsgrad von 23–25% Strom bei einem Gesamtwirkungsgrad von über 90%. Somit produziert er doppelt so viel Strom wie bisherige Freikolben-Stirlingmotoren. Zudem ist der Freikolben-Resonanz-Stirlingmotor wartungsfrei und hat gegenüber stationären Verbrennungsmotoren deutlich tiefere Schadstoffemissionen.

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Funktionsweise

Bei Stirlingmotoren wird in einem hermetisch geschlossenen Gehäuse ein unter Druck stehendes Arbeitsgas von aussen beheizt. Dieses Arbeitsgas durchläuft einen geschlossenen Kreisprozess, wodurch Freikolben in Schwingung versetzt werden. Über einen Lineargenerator wird die erzeugte mechanische Energie in Strom umgewandelt. Die Wärme des Kühlkreislaufs wird abgeführt und steht für Heizzwecke zur Verfügung. Das gasförmige Arbeitsmittel (Helium) durchläuft hohe, zyklische Druckänderungen, die Strom mit gutem Wirkungsgrad erzeugen. Die Freikolben sind elastisch eingespannt, so dass sie periodisch mit vorgegebener Frequenz schwingen können. Die Kolben sind durch Gaslager radial geführt und schwingen berührungsfrei. Reibungsverluste werden so minimiert, was einen langen und wartungsfreien Betrieb ermöglicht. Da keine Kurbeltriebe vorhanden sind, entfällt auch eine regelmässige Schmierung.

Weitere Informationen: www.stirling.ch

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