Двигатели для солнечных стерлингов (с параболическими концентраторами света)

Двигатель Stirling Biopower (как понял, фирма в данный момент не существует).






Возможно эта схема не для солнечных стерлингов, а для топливной горелки, так как видел подобную анимацию, где источник огня находится в середине трубчатого коллектора



Технические подробности на английском

По другим аспектам солнечных стерлингов веду тему на другом форуме.

Думал сначала проанализировать, кто на какие солнечные установки стирлинги производил, однако оказалось, что для этого нужно больше времени, чем предполагал, поэтому ограничусь только этими фирмами:

SOLO Информацию, что они производили двигатели, можно найти поиском по их сайту по ключевому запросу "stirling"



Как понял из описания (здесь ссылка), вот эта фирма тоже принимала какое то участие в производстве (какую именно, пытаюсь выяснить в данный момент).

Документацию, где есть схемы двигателей SES (кто то написал в интернете, что надо дополнять в них газ время от времени и обслуживать поршневую группу) и Infinia, а также схема кинематики поворота в азимуте испанской установки залил на файлообменник.

Обдумываю вариант,как для этого использовать паротурбинный двигатель.

Некоторую полезную инфу можно почерпнуть из книги "Мышинский Э.Л., Рыжков-Дудонов М.А. - Судовые поршневые двигатели внешнего сгорания (1976)", которая в интернете есть в электронном виде.

Я вот считаю перспективной, идею изготовления насосных станций на основе двигателей Стирлинга с солнечным нагревом и охлаждением прокачиваемой водой. Знаю, что эти темы уже обсуждались и даже тут на форуме, но не в порядке перспектив.
Так перспективно такие станции делать для мелиоративных конструкций, Юг Украины достаточно интенсивно использует полив полей,для того, что бы двигатели не требующие подвода энергии были востребованы.
Международный уровень, это например Саудавская аравия, где развивается земледелие на бывших пустынных местностях. Считаю, что промышленность (сельскохозяйственная) более перспективный покупатель, чем дачники и огородники. С учётом возрастающей нехватки продуктов питания, это ещё и развивающийся рынок, во многом за счёт мелиорации.
Недостатки не стабильности солнечного излучения тут нивелируются именно потребностью полива во время жары при низкой влажности (солнцепёка). Я думаю что это идеальный вариант.

В общем о чём я веду:
Готов организовать производство насосных станций вышеуказанного типа на своих производствах, на следующих условиях:
1)Автор проекта подготавливает рабочие чертежи.
2) Изготавливаем рабочую модель по чертежам в единичном экземпляре.
3)Проводим испытание и снимаем рекламные материалы.
4)Запускаем производство с оговоренной минимальной рентабельностью.
5) Открываем торговый дом 50 на 50% (вариации распределения прибыли можем обсчитать).
6) Все продажи ведём через торговый дом с соответственным разделением прибыли.
Ваше вложение интелектуальные, мои финансовые и организационные.

Можем организовать какую то группу, распределив части задач между командой, соответственно распределив долю участия.
Желающие могут связаться со мной через электронку
cccooo@i.ua только в теме напишите двигатель Стирлинга, что бы в спамах не потерялось.
Если на Ваш запрос не ответил в течении пяти дней, будьте уверены , ко мне не попало сообщение- не поленитесь написать опять.
Кому будет нужно, дам свои телефоны и прочие контактные данные.

Влад Петров пишет:
Готов организовать производство насосных станций вышеуказанного типа на своих производствах,

Уважаемый Влад! Очень рад слышать, что кто-то интересуется этой темой на уровне бизнеса. Однако, должен предупредить, что создать с нуля хороший двигатель Стирлинга силами самодельщиков очень сложно, если вообще возможно. Это всё равно, что сделать с нуля двигатель внутреннего сгорания для автомобиля. Ведь нужно не просто "лишь бы крутилось", а работало эффективно. По этому, главное даже не сделать, а "довести до ума". Если обратиться к истории, то лидерами здесь были "Филлипс" и "Дженерал Моторс", которые занимались этой доводкой 50 лет. Конечно Вы вольны наплевать на мой совет, но я бы искал в продаже двигатели нужной мощности у известных производителей. Это сложно, потому что спрос в розницу на них невелик. Но на большие партии производитель даёт скидки (даже в разы). Я покупал холодильники Стирлинга таким образом, думаю для двигателей всё то же самое. К сожалению, подсказать вам, где искать, не могу, не знаю ( я работал с микрокриогенными системами). Начните с бизнес-плана, определитесь с конструктором какая мощность для агрегата экономически обоснована, а потом ищите такие двигатели. В России и Украине не найдёте. Я делал покупки в США по интернету, но очень большие проблемы доставить в Россию. Удачи Вам

Влад Петров пишет:
Готов организовать производство насосных станций вышеуказанного типа на своих производствах, на следующих условиях:

Допустим у меня есть то что вы ищете. Вы думаете вам разрешат производство? Очень сомневаюсь. Двигатель Стирлинга отберут военные, потому что танк, который не взрывается станет хитом войны ( как и подводные лодки, самолеты, крейсера) + запас хода почти в 2 раза увеличится. Вероятнее всего после завершения разработок вас пристрелят имхо, потому что это очень большие деньги.

ПС: и без патентов у вас быстро отберут право что либо производить. А патенты очень нудное дело.

free_V_V пишет:
Вы думаете вам разрешат производство? Очень сомневаюсь. Двигатель Стирлинга отберут военные, потому что танк, который не взрывается станет хитом войны ( как и подводные лодки, самолеты, крейсера) + запас хода почти в 2 раза увеличится. Вероятнее всего после завершения разработок вас пристрелят имхо, потому что это очень большие деньги.

Насчёт танка, который не взрывается - как-то непонятно. Что же он будет передвигаться без боекомплекта? А на счёт использования двигателей Стирлинга вместо дизеля танка - это утопия. Дастаточно представить, что вам нужно резко ускориться. Вы жмёте на педаль газа, а машина отзовётся только через две минуты. Ведь у таких машин большая тепловая инерционность. Кроме того, наличие теплообменников увеличит габариты и уязвимость двигателя. Да и вообще, достаточно вспомнить, что в тридцатые годы двигатели Стирлинга использовались автомобилями и даже автобусами. Но сегодня это всё в прошлом, так как такая техника не выдержала конкуренции с двигателями внутреннего сгорания. Так что можете пробовать, убивать вас за это не будут. Танки могут с успехом использовать машины Стирлинга, работающие в обратном цикле, то есть, криогенные холодильники. Они используются для инфракрасных прицелов и тепловизоров. Это не для кого не секрет. Все танки мира используют такие приспособления. Насколько я знаю, ни одного конструктора за это не убили. Одним словом, машины Стирлинга за время своего существования заняли определённую коммерческую нишу. Пусть не такую широкую, как нам бы хотелось, но свою, из которой потеснить их другим принципиальным устройствам очень непросто.

Gennadiy пишет:
Насчёт танка, который не взрывается - как-то непонятно. Что же он будет передвигаться без боекомплекта? А на счёт использования двигателей Стирлинга вместо дизеля танка - это утопия.

Всем известный рельсотрон не имеет взрывающихся частей. Стреляет используя электричество, которое в состоянии дать генератор установленный на двигатель. Горючее на борт можно не брать, а использовать перегретый свинец в термостате для источника тепла. Перегретый свинец даст больше энергии, чем тот же вес бензина или дизеля. Плюс устойчивость при запуске. Нет пропадания искры, топливо то уже сгорело. Для быстрого подогрева перед боем можно сжечь пороховой заряд и до завершения боя ничего не греть. Так что насчет утопии вы бы не зарекались

ПС: ну и поскольку двигатель Стирлинга замкнутая система, то такой танк прекрасно будет чувствовать себя в пустыне и не будет забиваться песком. Также по причине отсутствия необходимости в кислороде, такой танк легко пройдет под водой. Причем из-за высокого давления внутри двигателя, танк будет способен передвигаться очень глубоко под водой не теряя мощности... и т.д. и т.п.

Перегретый свинец даст больше энергии

  Надо гелиостанциям подсказать, там до сих пор соли используют... Больше энергии чем такой же вес топлива ? Очень сомневаюсь...

Стреляет используя электричество, которое в состоянии дать генератор установленный на двигатель

Генератора двигла не то что не хватит, а катастрофически не хватит... Если конечно мы говорим о боевом высреле, а не о доставке куска метала на 10 метров...

Стирлинги отлично себя показали в качестве насосов и холодильных машин... Сейчас за счет упрощения конструкции, сново засветились в солнечной енергетике... Хз, танки... Слишком много минусов.

Если уже говорить о фантастике лучше силы потратить на вот этот двигатель
http://nix.nasa.gov/search.jsp?R=20140006052&qs=Nf%3DPublication-Date%257CDAYS_FROM_TODAY%2B1%26N%3D0
Самый свежачек ) Еще даже новостей толком нет...   

Silverela пишет:

Перегретый свинец даст больше энергии

  Надо гелиостанциям подсказать, там до сих пор соли используют... Больше энергии чем такой же вес топлива ? Очень сомневаюсь...

Стреляет используя электричество, которое в состоянии дать генератор установленный на двигатель

Генератора двигла не то что не хватит, а катастрофически не хватит... Если конечно мы говорим о боевом высреле, а не о доставке куска метала на 10 метров...

Стирлинги отлично себя показали в качестве насосов и холодильных машин... Сейчас за счет упрощения конструкции, сново засветились в солнечной енергетике... Хз, танки... Слишком много минусов.

Если уже говорить о фантастике лучше силы потратить на вот этот двигатель

Самый свежачек ) Еще даже новостей толком нет...   

Энергию вашего бензина сразу делите на 2, потому что КПД у двс не превышает 50%. Добавьте сюда систему подготовки воздуха в виде компрессоров, систему аккумуляторов, увеличенный вес двигателя по причине взрывных процессов внутри цилиндров...  А теперь посчитайте энергию расплава свинца близкого к кипению ( уверен, вы расчеты приведете здесь с легкостью ) ) Вот тогда и посмотрим

ПС: соли применяются для транспортировки тепла к месту генерирования электричества. В случае бака со свинцом никакой транспортировки не требуется.

Бензин на танке не самый лучший вариант, толкать надо около 45 тонн... Дизель имхо... Что бы Стирлинг выдавал КПД близкое к современным движкам, наворотить его нужно не слабее, плюс отзыв двигателя слишком медленный, для боевых задач не пригоден.  Кроме того, представте радиатор, который должен быстро рассеивать 2к градусов... А материалы, из которых должен быть изготовлен сам двигатель... Себестоимость такого агрегата огромна! А еще и вес свинца! Минусов СЛИШКОМ много.
  Предлагаю вернуться к теме солнечных стирлингов, и поговорить лучше, например, об африканских маломощных автомобилях на солнечных концентраторах ))))) Можно даже соединить технологию концентраторы+ стирлинг + дирижабль...  

ПС. Соли используются и для аккумулирования енергии... Насколько помню гелиостанция может генерировать електричество еще неделю, после солнечного дня, правда на меньших мощностях.

Silverela пишет:Бензин на танке не самый лучший вариант, толкать надо около 45 тонн... Дизель имхо... Что бы Стирлинг выдавал КПД близкое к современным движкам, наворотить его нужно не слабее, плюс отзыв двигателя слишком медленный, для боевых задач не пригоден.  Кроме того, представте радиатор, который должен быстро рассеивать 2к градусов... А материалы, из которых должен быть изготовлен сам двигатель...

Я ничего не писал о двигателях Стирлинга, представленных на сайте и ютубе, ок? То что сейчас делают выглядит странно и не логично. Как результат все что вы написали.

Silverela пишет: Предлагаю вернуться к теме солнечных стирлингов, и поговорить лучше, например, об африканских маломощных автомобилях на солнечных концентраторах ))))) Можно даже соединить технологию концентраторы+ стирлинг + дирижабль...  

К чему пустые разговоры о танках. Вот у меня уже есть легкий концентратор, на колесах, мощностью 3 кВт. Давайте движок к нему, и можно ехать хоть в Африку.    

Sogokon'A пишет:

Silverela пишет: Предлагаю вернуться к теме солнечных стирлингов, и поговорить лучше, например, об африканских маломощных автомобилях на солнечных концентраторах ))))) Можно даже соединить технологию концентраторы+ стирлинг + дирижабль...  

К чему пустые разговоры о танках. Вот у меня уже есть легкий концентратор, на колесах, мощностью 3 кВт. Давайте движок к нему, и можно ехать хоть в Африку.    

Красиво! Только лучше было пластины соединить вместе и получить радиатор из зеркала, а в фокусе - нагреватель.

ПС: и если собираетесь ехать, то надо делать плоский концентратор, похожий на солнечные батареи + накопитель тепла нужен. 3 кВт будет только около 12.00, когда Солнце в зените.

free_V_V пишет:
надо делать плоский концентратор, похожий на солнечные батареи + накопитель тепла нужен. 3 кВт будет только около 12.00, когда Солнце в зените.

Мощность пропорциональна площади собираемого излучения солнца перпендикулярно падающим лучам, форма на это не влияет.
Опять же, фокусирующий концентратор всегда ориентируют на солнце, поэтому он всегда выдает свою мощность, а не только в полдень!  
Лишь бы туч не было, и не раннее утро-вечер.

Teoretic пишет:
Мощность пропорциональна площади собираемого излучения солнца перпендикулярно падающим лучам, форма на это не влияет.
Опять же, фокусирующий концентратор всегда ориентируют на солнце, поэтому он всегда выдает свою мощность, а не только в полдень!  
Лишь бы туч не было, и не раннее утро-вечер.

Мощность теряется при прохождении атмосферы. На закате и восходе лучи проходят большее расстояние в атмосфере и больше поглощаются. Обратите внимание на закат и восход. Солнце приобретает оранжевый цвет а в ветреную погоду становится красным. Это потому что ветер поднимает пыль и она поглощает все что выше красного цвета в спектре. Пыль присутствует даже в безветренную погоду. Так что 3 кВт будет только в зените при самом кратчайшем расстоянии в атмосфере.

Форма влияет на аэродинамическое сопротивление. Вы ведь ехать собрались а не воду кипятить?

free_V_V пишет:
Мощность теряется при прохождении атмосферы. На закате и восходе лучи проходят большее расстояние в атмосфере и больше поглощаются. Обратите внимание на закат и восход.

Парни, не переживайте насчет мощности, все уже проверено и посчитано http://syneko.etov.com.ua/product/582010-kontsentratori-balkonnogo-tipa.html

free_V_V пишет:Форма влияет на аэродинамическое сопротивление. Вы ведь ехать собрались а не воду кипятить?

Да, влияет, и очень сильно. Поэтому я сейчас работаю над концентратором-трансформером: такой штукой, которая в солнечную погоду эффективно собирает тепло, а на ночь превращается в ветрогенератор и дает электричество. Маленькая моделька размером 45х45см уже показала свою жизненную силу. Поэтому можно будет ехать и против ветра. 

free_V_V пишет: Только лучше было пластины соединить вместе и получить радиатор из зеркала, а в фокусе - нагреватель.

Нагреватель в любом случае будет в фокусе, а вот использовать элементы конструкции концентратора как радиатор холодной части двигателя - мысль интересная. При КПД двигателя 10%, придется рассеивать 2,7 кВт тепла. Если направляющие сделать из алюминия то площадь радиатора будет больше квадратного метра.

Sogokon'A пишет:
Парни, не переживайте насчет мощности, все уже проверено и посчитано http://syneko.etov.com.ua/product/582010-kontsentratori-balkonnogo-tipa.html

Снимаю шляпу, Александр Борисович. Ваша работоспособность просто удивляет! Уже целый ряд концентраторов. Но мне больше понравился на 3 кВт, который на снимке с велосипедом. Таким уже можно не только щи варить, но и прутья сваривать. А какие отклонения у такой конструкции от теоретического контура при ваших методиках изготовления?
Честно говоря, я на даче ставлю воду в обычной чёрной лейке на солнышко. И при нашем необычайно холодном лете в этом году вода к вечеру нагревается выше 60 С. Думаю, в случае с нагревом воды вопрос должен стоять чуть иначе: как сохранить эту горячую воду как можно дольше? Вот тут, думаю, Вам бы помогли низкотемператерные стирлинги. То есть, хранить такую воду нужно с максимальной теплоизоляцией, а к моменту использования поднять температуру жидкости на несколько десятков градусов. Для этого в качестве компрессора рабочего газа используется низкотемпературный стирлинг, который приводит в действие тепловой насос (обратный стирлинг), который повышает температуру воды. То есть Горячая вода из резервуара хранения делится на две части. Одна часть отдаёт тепло двигателю и уходит холодной, а вторая подучает тепло от теплового насоса и уходит кипятком. Это уже не 60 С. Такие термоакустические пары запатентованы у голландцев. Отлично работают. А стирлинги, так те вообще неоднократно использовались по такому принципу. Достаточно посмотреть некоторые скандинавские ЭКОДОМА.

"Таким уже можно не только щи варить, но и прутья сваривать"

Про прутья перебор. Сваривать можно только в атмосфере газов, иначе металл теряет необходимые свойства.

Спасибо, Геннадий, за высокую оценку моей работы, но я тоже снимаю шляпу. Вы так умудряетесь задать вопрос, что отвечая на него, у меня получается научная статья. Помните, вы спросили, зачем нужен концентратор? Это настолько шикарный вопрос, что я не мог не поставить его в заглавие статьи http://www.itp.nsc.ru/conferences/mzhz/files/S02_Sogokon%27.pdf  И вот сейчас вы спрашиваете

Gennadiy пишет:А какие отклонения у такой конструкции от теоретического контура при ваших методиках изготовления?

В указанной выше статье я написал, что «здесь усматривается очень тесная аналогия с голографическими структурами». Она не просто «усматривается», а она кричит. Есть такая разновидность голограмм, которые называются скрейч-голограммами (scratch  - царапина). http://amasci.com/amateur/holo1.html Так вот, кольцевой концентратор - это увеличенная ровно в 1000 раз скрейч-голограмма точки. А линейный – голограмма линии.  И не существует никаких запретов и ограничений сделать увеличенную скрейч-голограмму, например, куба или пирамиды. Другими словами, в фокальной области концентратора можно получить/создать любое распределение интенсивности.  Для оптимального приготовления щей, распределение интенсивности должно совпадать с размерами и геометрией кастрюли. А еще лучше, если кастрюля будет прозрачной, и щи будут сразу получать нужную энергию.
Теперь об отклонениях. Для записи и воспроизведения изображений с голограмм стремятся использовать точечные источники света,  ибо только в этом случае теория совпадает с экспериментом. Отклонения от точечности приводят иногда к существенным, а иногда и к незаметным искажениям. Солнце не очень точечный источник света, но для расчета концентратора в рамках геометрической оптики все хорошо описывается и учитывается. Основной источник отклонений – точность изготовления. Поэтому можно изготовить концентратор, который будет давать довольно точное распределение интенсивности, которое можно использовать для сварки. Например, имея распределение по ребрам куба, и помещая в фокальную область сразу 6 заготовок граней куба, через некоторое время можно получить готовый, сваренный куб. Т.е. имеет место параллельная или интегральная сварка.  А сваривать нужно не только металлы.

free_V_V пишет:"Таким уже можно не только щи варить, но и прутья сваривать"

Про прутья перебор. Сваривать можно только в атмосфере газов, иначе металл теряет необходимые свойства.

Ничуть не перебор. Лучше всего сваривать без всяких газов, в вакууме, например, в космосе. При этом конвекция не уносит львиную долю тепла, солнце всегда есть и его «мощность»  постоянна. Я предлагал нашему космическому ведомству построить технологический лазер с солнечной накачкой. Именно для сварки. Молчат, видимо ждут, когда это сделают американцы, а потом героически примутся догонять. 

Sogokon'A пишет:

free_V_V пишет:"Таким уже можно не только щи варить, но и прутья сваривать"

Про прутья перебор. Сваривать можно только в атмосфере газов, иначе металл теряет необходимые свойства.

Ничуть не перебор. Лучше всего сваривать без всяких газов, в вакууме, например, в космосе. При этом конвекция не уносит львиную долю тепла, солнце всегда есть и его «мощность»  постоянна. Я предлагал нашему космическому ведомству построить технологический лазер с солнечной накачкой. Именно для сварки. Молчат, видимо ждут, когда это сделают американцы, а потом героически примутся догонять. 

Мда. Осталось "всего ничего", в земных условиях обеспечить вакуум вашей установке. А молчат понятно почему. Для того чтобы там сваривать металл, для начала этот металл необходимо забросить на орбиту. А это удовольствие достаточно дорогое. С таким же успехом можно продавать свежее верблюжье молоко в Москве, а верблюдов на самолете каждый день возить в пустыню для кормежки.

free_V_V пишет: Для того чтобы там сваривать металл, для начала этот металл необходимо забросить на орбиту. А это удовольствие достаточно дорогое. С таким же успехом можно продавать свежее верблюжье молоко в Москве, а верблюдов на самолете каждый день возить в пустыню для кормежки.

Мне это напоминает анекдот о чукче, который любое разумное предложение превращает в смешной абсурд. Я говорил о том, что концентратор для солнечной сварки наиболее эффективно использовать в космосе, где нет газов, и есть много солнца. Вес концентратора намного меньше, чем вес любого сварочного аппарата, и самое главное, что он не требует для работы такого гигантского количества электричества. Пусть даже солнечные панели имеют КПД 25%. Значит 75% солнечной энергии не используется.  А концентратор может 85-90% солнечной энергии пустить на сварку. Поэтому, именно в космосе солнечная сварка имеет неоспоримое преимущество перед другими методами. Рано или поздно все земные технологии будут работать в космосе.

Sogokon'A пишет:Мне это напоминает анекдот о чукче.

Мне тоже. Могу предположить что вы никогда не имели дело со сваркой, тем более в вакууме (на земле так сваривают очень толстый металл, который будет золотым при выводе на орбиту). Не говоря уже о том, что сейчас никому это не нужно. В космос выводят уже сваренные конструкции. Это гораздо дешевле, чем возить толпу сварщиков с прутьями и зеркалами. Не находите?

Нет, не нахожу, потому как вы меня не слышите. И могу предположить, что вы никогда не имели дело с оптикой, тем более, с такой мощной. Поэтому оставим прутья и зеркала толпе сварщиков, и вернемся к теме стирлингов с солнечной накачкой.
На днях я модернизировал старый концентратор диаметром 1,7 метра так, чтобы его можно было использовать для термоакустических эффектов. Для этого его пришлось полностью перебрать и сделать отверстие в центре для расположения звукопроводов. Генерацию звука планировал осуществлять с помощью стеклянной трубки с внутренним диаметром 55мм и длиной 170см и стальной мочалки, позаимствованной у жены. Поставив 5 колец, решил проверить, а вдруг этой мощности достаточно для генерации звука. Недолго думая, закрыл торец трубки ладонью, и вдвинул трубку в пучок.  И с удивлением услышал звуковые колебания с частотой около 50 герц. Сила удара воздуха в ладонь внушала очень серьезное доверие. Поэтому решил заменить ладонь мембраной с магнитом. Собственная резонансная частота мембраны с магнитами оказалась около 40 герц. Для согласования резонансных частот на свободный конец трубки одел картонную трубку подходящего диаметра. Перемещая эту трубку, получил резонанс на частоте 38 Гц. Амплитуда колебаний магнита была 1-1,5см. Теперь нужно строить замкнутую систему на частоту 50-60Гц, чтобы не пугать соседей подозрительным завыванием.