Heat 2 Power:
Die Neue Stirlingmotor-Technologie []

Zurück in die Zukunft !

Stirling-Wärmekraftmaschinen sind seit dem 19. Jahrhundert als "Heat-to-Power" Aggregate bekannt. Sie blieben für viele Anwendungen aus gutem Grund im Schatten von Otto- und Diesel­motoren und Turbinen. Diese Aggregate könnten jedoch in Zukunft für viele Anwendungen durch Anlagen der Neuen Stirlingmotor-Technologie mit weniger Emmissionen und Energie­verbrauch, mehr Flexibilität und besseren Wirkungsgrad ersetzt werden.

Eine Warnung vorab: Die hier beschriebene Technologie hat nichts mit den aktuell verfügbaren Stirlingmotoren für kleine Leistungen, nichts mit den Bastelmotoren aus dem Online-Shop oder mit den Mini-BHKWs für zuhause gemein. Ausser den Namen.

Warum Stirlingmotoren heute?

Zur Erinnerung: Stirlingmotoren arbeiten mit äusserer Verbrennung oder jeder beliebigen Wärmequelle. Das ist genau das, was wir in den heutigen Zeiten der Energiewende und Dekarbonisierung brauchen. Die Neue Stirlingmotor-Technologie tritt darum an, grosse Verbrennungs­motoren und Turbinen zu ersetzen und ungenutzte Potenziale zur Energierückgewinnung durch Nutzung von brachliegenden Wärme­quellen zur Erzeugung von elektrischer Energie zu erschliessen.

Sollten Stirlingmotoren in Autos verwendet werden?

Was ist die Zielsetzung und was sind die besten Anwendungsfelder der Neuen Stirlingmotor-Technologie?

• Im Leistungsbereich von ca. 500 kW bis 15 000 kW sollen bessere Wirkungsgrade bei einfacherer apparativer Ausstattung und problemlosen Betrieb erzielt werden.
• Spitzen- beziehungsweise Überschussleistung aus regenerativer Energie­erzeugung lässt sich am besten als Wärme speichern und am allerbesten mit einer Neuen Stirlingmotor-Anlage rückverstromen. Dies ist der Ursprungsgedanke zu "Heat-To-Power".
• Darüberhinaus wird es rentabel und machbar, Abwärmenutzung bei bislang nicht genutzten Wärme­quellen anzuwenden und auf diese Weise eine Wärmerückgewinnung zu realisieren. Grosse Abwärme­mengen fallen beispielsweise in Zement-, Glas- und Stahlwerken an. Diese muss im Sinne des Klimaschutzes und im Angesicht des zukünftig enorm steigenden Strombedarfs in Form von Elektrizität genutzt werden.
• Wenn die Energiewende gelingen soll und die Energie­erzeugung trotzdem auch zusätzlich auf Verbrennung basiert (zum Beispiel BHKW, Biomasse), dann muss dies bei höchsten mechanischen / elektrischen Wirkungs­graden erfolgen und auch die Verwendung von nicht-fossilen Kraftstoffen ermöglichen.
• Herkömmliche Schiffsantriebe mit Kolbenmotoren oder Turbinen erzeugen immense Mengen an CO₂- und Schadstoff­emmissionen. Auch hier gibt es nun eine Alternative, den Treibstoff­verbrauch zu reduzieren und alternative Treibstoffe einzusetzen.

Vor- und Nachteile von Stirlingmotoren

Hat der Neue Stirlingmotor das Potenzial, die Konkurrenz zu übertreffen?

Wirkungsgrade vorhandener Anlagen:
	Tmax [K]	Tmin [K]	ηCarnot	ηeff
Verbrennungs­motoren	2775	1275	0.54	0.36
Klassische Stirling­maschine	800	400	0.5	0.25
Gas Turbine ("Micro Turbine")	1775	975	0.45	0.3
HD-Dampf-Turbine	550	45	0.60	0.45
Erwarteter Wirkungsgrad der Neuen Stirling-Anlage:
	Tmax [K]	Tmin [K]	ηCarnot	ηeff
Beispiel 1	800	400	0.5	0.3 ....0.4
Beispiel 2	800	350	0.56	0.34 ...0.45
Beispiel 3	850	400	0.53	0.32 ...0.45
Beispiel 4	850	350	0.59	0.35 ...0.5
Beispiel 5	900	400	0.56	0.33 ...0.47
Beispiel 6	900	350	0.61	0.37 ...0.52
Beispiel 7	950	400	0.58	0.35 ...0.49
Beispiel 8	950	350	0.63	0.38 ...0.54
Beispiel 9	1000	350	0.65	0.5 ... 0.57
Beispiel 10	1100	350	0.68	0.55 ... 0.60

1=Neue Stirling-Anlage, 2=Verbrennungsmotor, 3=Gasmotor, 4=Mikrogasturbine, 5=Gasturbine