Stirling

Stirling-Experten optimistisch

Stirlingmaschinen sind Motoren, die Wärme in Bewegung umwandeln. Im abgeschlossenen System wird ein Arbeitsmedium von außen erwärmt, verrichtet durch die Ausdehnung Arbeit und wird anschließend wieder abgekühlt. Die Wärme wird von außen zugeführt, z.B. durch einen Brenner.

(07. Februar 2003) Zur Jahrhundertwende waren Hunderttausende von Stirling-Maschinen überall in der Welt im Einsatz. Sie wurden dann durch die Elektro- und Benzinmotoren völlig verdrängt.

Stirling-Experten optimistisch

Seit einigen Jahren wird an einer Auferstehung der Stirling-Motoren intensiv gearbeitet, um die Vorteile dieser Motoren zu nutzen: Verschleissfreiheit, Langlebigkeit, Laufruhe und Schadstoffarmut.

Bericht von der zehnten Internationalen Stirling-Konferenz in Osnabrück.

Große Marktpotenziale

Eine Studie von Forst & Sullivan macht deutlich, dass die Stirling-Maschine im stationären Betrieb noch vor der Brennstoffzelle in den Markt eingeführt werden kann.
Sie kann hier kurz-, bzw. mittelfristig auch Anwendungsbereiche abdecken, bei denen die Brennstoffzelle nicht einsetzbar ist, also z.B. bei der Biomassenutzung oder der Abwärmenutzung.

Andere Studien sehen für Kleinst-BHKW einen globalen Markt von jährlich zehn Milliarden US-Dollar und geben der Stirling-Maschine aufgrund ihrer vielseitigen Brennstoffauswahl und den daraus resultierenden Anwendungsbereichen (z.B. Nutzung von Erdgas, Biogas, Abwärme, erneuerbare Energien etc.) große Chancen zum Markteintritt.

Entwicklungen in Japan

In den letzten Jahren ist ein deutlicher Trend zur Entwicklung von Kleinst-BHKW Modulen (micro-cogeneration) zu beobachten. So wurde von Kazuhiro Hamaguchi von der Meisei Universität aus Japan eine Erhebung vorgestellt, die vor allem für die kälteren Regionen des Landes für Kleinst-BHKW für Stirling-Motoren im Leistungsbereich von ein bis zwei Kilowatt elektrischer Leistung einen großen Absatzmarkt verspricht. Die Nutzung der BHKW-Wärme kann dabei neben der Beheizung von Wohngebäuden auch zur Schneeschmelze auf Straßen erfolgen.

Stirling-Maschine von Solo

Aufgrund der im weltweiten Vergleich hohen Stromkosten in Japan ist ein wirtschaftlicher Betrieb des Stirling-BHKWs möglich. Als Brennstoff dient dabei vorzugsweise Kerosin, daswegen der vergleichsweise niedrigen Brennstoffkosten in den kälterenRegionen Japans sehr häufig eingesetzt wird.

Anwendungen für Biomasse-Nutzung

Im Bereich der Biomasse-Anwendungen wurden mehrereMaschinenentwicklungen vorgestellt, die bereits erfolgreiche Labortestsabsolviert haben.
Ein Beispiel ist eine robuste und einfache Stirling-Maschine mit einer elektrischen Leistung von 9 kW, vorgestellt von Henrik Carlsen von der Technischen Universität in Lyngby (Kopenhagen) aus Dänemark. Der Maschinen-Prototyp wird mit Biogasbetrieben und erreicht einen elektrischen Wirkungsgrad von ca. 24 %.

Biomasse kann genutzt werden

Markteinführung durch Solo

Die SOLO Kleinmotoren GmbH , bekannt als Herstellerin robuster undlanglebiger Rasenmäher, hat mit der Markteinführung des Stirling 161BHKWs bereits begonnen (http://www.stirling-engine.de/ ).
Für dieses Jahr sind die Serienfertigung und der Verkauf von 40 BHKW-Modulen für den Betrieb mit Erdgas geplant. Das BHKW-Modul erhielt 2003 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit den Bundespreis für hervorragende innovatorische Leistungen für das Handwerk (mehr)  .

Ebenso wird gegenwärtig an der Einrichtung einesNetzwerks zum Service und Verkauf der BHKW-Module gearbeitet.
Die Maschine liefert zwei bis neun Kilowatt elektrisch und 25 Kilowattthermischer Leistung und soll knapp fünfzigtausend Mark kosten.
SOLO arbeitet gegenwärtig an Versuchsprojekten zur Nutzung von Biomasse,sowohl in Verbindung mit Holzfeuerungen als auch mit einemHolzvergaser-Prototyp. Erste verwertbare Ergebnisse dieser Versuchsreihen sind für das Jahr 2002 zu erwarten.

Stirling für die Raumfahrt

Vor allem aus den USA wurden interessante Entwicklungen von Freikolben-Stirling-Maschinen vorgestellt, die zur Bereitstellung elektrischer Energie für Raumfahrzeuge entwickelt wurden. Die NASA arbeitet bereits seit mehr als 25 Jahren an Entwicklungen von Stirling-Maschinen, die zur Stromerzeugung in Raumschiffen und Satelliten eingesetzt werden.

Stirling in der Raumfahrt

Solar-Stirling

Ein weiterer Anwendungsbereich des Stirling-Motors ist die solare Stromerzeugung mit Dish/Stirling-Systemen. Hierzu wurden vier Anlagen aus Deutschland und den USA vorgestellt, die kurz vor der Marktreife stehen.
Solche Anlagen mit einer Leistung zwischen 5 und 25 Kilowatt elektrischer Leistung weisen ein sehr großes Potenzial zur dezentralen Stromerzeugung, z. B. in den Mittelmeerländern oder im Süden der USA auf.

Stirling in U-Booten

Im Themenbereich Fahrzeugantriebe waren vor allem die vorgestellten Anwendungen und Weiterentwicklungen von Stirling-Maschinen in Unterseebooten interessant.
So wurde von Christer Bratt von Kockums AB in Schweden der Stand der Entwicklung der Stirling-Maschine als U-Boot-Antrieb vorgestellt.
Seit 1988 sind bereits 17 Maschinen mit einer Leistung von ca. 75 kW als Antrieb von Unterseebooten eingesetzt.
Heute sind bereits alle schwedischen U-Boote mit dem Stirling-Antriebssystem ausgerüstet, das einen Antrieb unabhängig von der Luftzufuhr ermöglicht.

Stirling in U-Booten