Het rendement van een stirlingmotor

[Knuffelkoe]

Ik wilde een bericht plakken aan een oud topic maar forum-oma stond dit niet toe. Dan maar een nieuw bericht.

Mijn vraag is het volgende. In het aangehaalde topic staat dat het rendement van een stirlingmotor 60% is. Hebben we het dan over een professioneel en volledig geoptimaliseerd type of over een hobbygeval dat we zelf in elkaar knutselen?

Waarom deze vraag? Gisteren sprak ik met iemand die een verre kennis heeft die aan het experimenteren is geslagen met een warmtepomp. Hij heeft een installatie die 1 kW aan electrisch vermogen gebruikt. Daarmee produceert hij het equivalent van 4 kW aan warmte. Mijn eerste gedachte is op zo'n moment waarom de energiemaatschappijen nog sponsoren als je die energie weer kunt aanwenden om de warmtepomp te voeden. Als je met een zelf geproduceerde stirlingmotor 2400 Watt (60% van 4kW) kunt produceren uit die 4 kW dan houd je na aftrek van die 1000 Watt voor de warmtepomp nog 1400 Watt over om leuke dingen mee te doen. (plus misschien nog wat restwarmte om je huis te verwarmen).
Velen zullen zeggen een perpetuum mobile krijg je niet aan de gang maar vergeet niet dat je hier energie toevoegt in de vorm van aardwarmte.

Ik weet niet hoever de temperatuur van het afgekoelde grondwater is en ook niet tot welke temperatuur de "warme kant" van de warmtepomp oploopt maar verwacht dat het een gunstige delta-T voor een stirlingmotor zal zijn.
Zie ik dingen over het hoofd of is het de moeite waard om tijd aan een experiment te besteden?

 

[willem1940]

Stirling motor.
Best een interessant ding, vooral ter benutting van tamelijk lage temperatuurverschillen, maar weinig kans in voertuigen, meer typisch iets voor stationaire installaties.

Ford/Motorola/Philips knoeiden en publiceerden 60-70-er jaren met/over een proef-auto waarin 2 van 4 cilinders Stirling waren; daarna stilte dus zeker geen verpletterend succes.

Minstens op Autonome Boerderijen enzo vast wel kansen.

 

[Knuffelkoe]

Ik zie ook ook geen brood in het plaatsen van een stirlingmotor in een voertuig. Je bouwt ook geen scheepsmotor in een auto.
Mijn idee was slechts om energie op te wekken door een stirlingmoter en een warmtepomp aan elkaar te koppelen. Bij mijn "berekening" hierboven ben ik nog een verliespost vergeten, namelijk de verliezen in de generator. Maar dan nog kun je volgens mij voldoende electrisch vermogen overhouden.

Ik heb overigens nog een ander topic op dit forum gevonden waarin wordt gesproken over een rendement van de stirlingmotor van 65%

 

[xxtreme]

er zijn al (veel) proef-combi-ketels, en een stirlingmotor.


dus je idee, is oud, maar wel goed!!!!!

 

[xxtreme]

toevallig stond er onlangs een artikel over in het technisch weekblad.

ff uit het oud papier gehaald.

Ze noemen het een HRE-ketel! onder andere is de gasuni er mee bezig, in een project dat ze het smart power system (SPS) noemen. ere draaien meende ik ook een aantal van in engeland.


in 2008 moet een grootschalige productie starten!


ik zou zeggen: google!

edit: o.a. http/www.energyvalley.nl/index.php?id=1234


btw, ondanks dat oma je geil toelacht, kun je dan nog wel posten! anders zit er een slot op!

 

[Zeeuwse Klei]

Mijn idee was slechts om energie op te wekken door een stirlingmoter en een warmtepomp aan elkaar te koppelen.

een Stirlingmotor is een warmtepomp.

 

[xxtreme]

een Stirlingmotor is een warmtepomp.

een stirlingmotor is (voor zover ik weet) een mechaniek die warmte omzet in beweging.

http/nl.wikipedia.org/wiki/Stirlingmotor

maar dus in de volksmond een warmte motor?????

edit: zo wordt ie dus ook genoemd!


edit 2:
Er zijn tegenwoordig thermo-akoestische Stirlingmotoren die lineair trillend werken en wisselstroom opwekken die direct aan het net kan worden teruggeleverd; deze zijn ingebouwd in een CV-ketel in staat om naast de verwarming van een huis 1,5 of 10 kW te genereren, zodat er haast een warmtekrachtcentrale in huis komt te staan.De gangbare term hiervoor is Micro Warmtekrachtkoppeling. Als de technologie van de hybride auto ooit populair wordt kan een stirlingmotor een goede keus zijn voor het verbrandingsmotorgedeelte daarvan.

 

[Wuf]

Klinkt best interessant.

gas heeft veel meer rendement per prijseenheid dan electra. niet een factor 2 ofzo, maar echt een factor 10 of nog hoger. als je de helft van dit bedrag om kunt zetten in electra, heb je natuurlijk een flinke winst. belangrijk is wel dat je een reeel vermogen tot je beschikking hebt. zonnecellen zijn leuk, maar als ik er niet eens een compu mee kan laten draaien, hoeft het voor mij ook niet.

verder heeft een stirling motor in een CV ketel natuurlijk een rendement van 100 procent, mits je ook warmte vraag hebt. want het verlies aan energie wordt door de stirling motor omgezet in warmte, die je natuurlijk weer kunt gebruiken om in de warmte vraag te voldoen. dus basiccaly heb je geen verlies door het verbruik van electra. in de praktijk werkt dat niet, omdat de warmtevraag en electravraag natuurlijk naast elkaar lopen. maar toch.

overigens. de temperatuur van grondwater is akelig constant. jij kunt daar vele kilo watten (misschien wel mega watten) in pompen voor het significant begint op te lopen. daar zijn natuurlijk wel regels voor. misschien kan ik nog wat info achterhalen daarover.

 

[xxtreme]

Klinkt best interessant.

Is het ook!

die je natuurlijk weer kunt gebruiken om in de warmte vraag te voldoen. dus basiccaly heb je geen verlies door het verbruik van electra. in de praktijk werkt dat niet, omdat de warmtevraag en electravraag natuurlijk naast elkaar lopen. maar toch.

het mooie aan het concept is, dat je de restwarmte gebruikt voor het opwekken van stroom! (vele kleintjes.....)


Maaruh,, droom er maar ff over, ik ga plat!

 

[Knuffelkoe]

ondanks dat oma je geil toelacht, kun je dan nog wel posten!

Op sommige fora wordt daarover erg moeilijk gedaan. Ik had geen tijd en geen zin om de forumregels daarvoor te lezen dus koos ik de weg van de minste weerstand.

verder heeft een stirling motor in een CV ketel natuurlijk een rendement van 100 procent, mits je ook warmte vraag hebt. want het verlies aan energie wordt door de stirling motor omgezet in warmte

100% haal je natuurlijk nooit. Een stirlingmotor werkt op een verschiltemperatuur. Dan is er dus altijd ook sprake van een een hoeveelheid energie die van het warme gebied naar het koude gebied weglekt zonder dat je daarvoor bewegingsenergie terugkrijgt. Maar als je in gedachten houdt dat de opgewekte energie gratis is en je Nuon alleen maar nodig hebt om de installatie op gang te brengen, dan is daar wel mee te leven.

edit: o.a. http/www.energyvalley.nl/index.php?id=1234

Uiteraard probeert de Gasunie een dergelijk systeem te verkopen. Dan kunnen zij nog steeds gas verkopen. Mijn idee is om electrische energie op te wekken uit de opgeslagen thermische energie van het grondwater. Ik wil helemaal af van toevoegen van externe energie, behalve dan voor het opstarten.
Nadat we 100 jaar de aarde hebben opgewarmd met fossiele brandstoffen moet het toch mogelijk zijn om die energie weer aan te wenden :-)

 

[Knuffelkoe]

Nog een andere vraag. Ik neem aan dat het rendement toeneemt evenredig met delta-T
Bij welke verschiltemperatuur halen we een rendement van 60%?

Oftewel hoe groot zal het rendement zijn als we een verschiltemperatuur hebben van ongeveer 40 graden. Uitgaande van een grondwatertemp. van 10 graden en uitgang warmtepomp 50 graden.

 

[=lvt=]

Hmmm eigenlijk zou je de restwarmte van een zuigermotor met stirling moeten opvangen...zijn er al voertuigen geweest die zoiets hadden?

 

[Knuffelkoe]

waarom de restwarmte? ik zou zeggen alle warmte, zet een stirling tussen de motor en de radiateur.
Toch is dat een suboptimalisatie. De stirlingmotor heeft een hoger rendement dan de otto- en diesel-motor. Het nadeel ervan is dat de stirling niet snel kan optrekken en het best draait op een vast toerental. Als de hybride auto de toekomst heeft dan zou de krachtbron in een dergelijk systeem een stirling moeten zijn.
Ik verwacht echter niet dat dit gaat gebeuren. Een stirling kun je met alle brandstoffen voeden en dan heeft de staat geen controle meer over de accijnzen.
En per slot van zake draait deze maatschappij toch op het zoveel mogelijk uitzuigen van de bevolking.
We zullen dus nog wel honderd jaar doorrijden op een verslindende ottomotor.

 

[vliegende baksteen]

Hmmm eigenlijk zou je de restwarmte van een zuigermotor met stirling moeten opvangen...zijn er al voertuigen geweest die zoiets hadden?

Zou kunnen in een schip, waar de motor lang hetzelfde toerental draait. Een stirlingmotor heeft een bepaalde tijd nodig om "na te denken" voordat-ie in toerental stijgt. Als je op het gaspedaal drukt duurt het even voordat de motor in toeren stijgt. Een stirling motor die restwarmte gebruikt of op zichzelf draait is dus erg gebaat bij een constant toerental.
In een auto kan het derhalve alleen toegepast worden als krachtbron in een hybride voertuig. Voordeel is dan weer dat je hem zelfs op stront kunt laten draaien. ( kakamobiel?? )
Hoe hoger de delta t bij een sterling, hoe hoger het rendement, maar dat is bij alles zo. De motor werkt op verschiltemperatuur, dus je omgevingstemperatuur (voor het afkoelen) bepaalt mede het rendement. In de winter heeft de motor dus een veel hoger rendement dan in de zomer. (aangenomen dat de warme kant even warm blijft)
Het mooie van een sterlingmotor is echter dat als je hem op bv houtpellets laat lopen (of om het even welke brandstof) dan zijn de restgassen erg schoon. Enkel co2 en h20. Geen Nox, zwavelverbindingen of andere rommel en het rendement is vele malen hoger dan van een conventionele verbrandingsmotor.

Aangezien een sterlingmotor enkel werkt als je een redelijk temperatuursverschil hebt vraag ik me af of je aardwarmte kunt gebruiken. Dit is een graad of 6 op 75cm diep. Volgens mij krijg je dan een warmtepomp en die worden hier in nederland electrisch aangedreven. Een warmtepomp is niet noodzakelijkerwijs een sterlingmotor! Vaak is het een soort compressor die door drukverhoging de aardwarmte heter maakt en zo gebruikt voor je cv. (zeer geschikt voor lage temperatuur (20 graden) vloer en wandverwarming.)
Tussen aardwarmte en omgevingswarmte is het temperatuursverschil in nederland gewoon te laag om direct een sterlingmotor aan te drijven. (in de winter buiten een graad of 5, grondwater een graad of 10)

Waar ik zelf de meeste kansen in zie is een verwarming op houtpellets. Dat is een cv die een soort korreltjes stookt van houtsnippers, vlas, biologisch afval (stront) e.d. Dit is restmateriaal, co2 neutraal en schoon in de verbranding en bijna net zo makkelijk (en goedkoper) dan gas. Een ketel hiervoor kost een 2 a 3 duizend euro (warmtepomp installatie rond de 40!!) en je cv installatie hoeft niet naar lage temperatuurverwarming omgebouwd te worden.

Voor auto's denk ik dat waterstof in combinatie met een cel en electromotoren de toekomst wordt. Als de kernfusie reactor in frankrijk (GEEN zwaar radioactief afval, hetgeen dat er uit komt heeft een halfwaardetijd van 10 maanden en is ongevaarlijk) een beetje loopt dan is electriciteit geen punt meer. Electriciteit kun je opslaan door water op te splitsen in zuurstof en waterstof, hetgeen ook omgekeerd werkt om de electriciteit weer vrij te maken.
Komt geen co2 meer bij kijken, geen afvalstoffen en zelfs het afval van de reactor is erg schoon in vergelijking met welke vorm van energie we tot nu toe gewend zijn.
(ook en kernsplitsingsreactor is relatief schoon met nog geen kubike meter afval per jaar, maar dat spul is levensgevaarlijk en heeft een halfwaardetijd van duizenden jaren..)

 

[Knuffelkoe]

Tussen aardwarmte en omgevingswarmte is het temperatuursverschil in nederland gewoon te laag om direct een sterlingmotor aan te drijven. (in de winter buiten een graad of 5, grondwater een graad of 10)

Daarom wilde ik het ook anders doen. Het verschil tussen grondwatertemperatuur en de warmekant van de warmtepomp.
Ik realiseer me dat het rendement van een stirlingmotor (met een 'i' van Robert Stirling) beter wordt naarmate de verschiltemperatuur groter is.
Ik zou wel eens willen weten welk verband er zit tussen delta-T en rendement. Het zal wel moeilijk zijn om ergens een grafiekje te vinden waarin delta-T en rendement tegen elkaar zijn uitgezet.

 

[Vmaxxx]

Heren, heren,

hoe interessant deze discussie ook moge zijn, een motor(fiets) heeft een warmtepomp noch stirlingmotor en maakt al helemaal geen gebruik van aardwarmte, laat staan dat dat praktisch mogelijk is. Mag ik U doorverwijzen naar www.wetenschapsforum.nl?

 

[Knuffelkoe]

Excuses, ik heb even niet goed opgelet.

Ik ben hier via een zoekmachine terechtgekomen toen ik op zoek was naar het rendement van een stirlingmotor. Blijkbaar heeft al eerder iemand de motor als krachtbron en de motor als tweewieler per abuis door elkaar gehaald. Nu je me erop wijst, er staat heel duidelijk zo'n ding in het logo van de pagina.

Moderator: Je mag mijn bijdragen wissen en ook mijn registratie ongedaan maken.

Nogmaals excuses dat ik jullie heb wakker gemaakt :-)


P.S. Wat doet die reclame over zonneenergie dan in de kop van de pagina?
Zijn er al wel motorfietsen op zonneenergie?

P.S. 2
Goeie tip dat wetenschapsforum, kende ik nog niet, bedankt.

 

[obme_ief]

die reclame is er omdat het in dit topic duidelijk niet over motor motoren gaat

wat is google toch slim he

 

[Zeeuwse Klei]

een stirlingmotor is (voor zover ik weet) een mechaniek die warmte omzet in beweging.

http/nl.wikipedia.org/wiki/Stirlingmotor

maar dus in de volksmond een warmte motor?????

edit: zo wordt ie dus ook genoemd!


edit 2:
Er zijn tegenwoordig thermo-akoestische Stirlingmotoren die lineair trillend werken en wisselstroom opwekken die direct aan het net kan worden teruggeleverd; deze zijn ingebouwd in een CV-ketel in staat om naast de verwarming van een huis 1,5 of 10 kW te genereren, zodat er haast een warmtekrachtcentrale in huis komt te staan.De gangbare term hiervoor is Micro Warmtekrachtkoppeling. Als de technologie van de hybride auto ooit populair wordt kan een stirlingmotor een goede keus zijn voor het verbrandingsmotorgedeelte daarvan.

Een Stirlingmotor is een warmtepomp (omgekeerde airco, kun je bijna zeggen), dat wil zeggen dat hij warmte transporteert van de ene naar de andere plek. En met dat transport maakt hij in feite beweging.

De Stirlingmotor maakt zijn beweging puur op warmte, en kan dus door een externe bron verhit worden. of dat nu een vlam, koelwater oid is maakt geen bal uit.

Daardoor kan hij wel mooi op de restwarmte draaien die een installatie maakt
die normaal wordt weggegooid.

Heb er zelf ook één gebouwd, alleen die draaide niet.

 

[willem1940]

Hmmm eigenlijk zou je de restwarmte van een zuigermotor met stirling moeten opvangen...zijn er al voertuigen geweest die zoiets hadden?

Ja, dat zei ik al een paar posten vroeger (Ford/Motorola/Philips, 60/70-er jaren).

 

[willem1940]

waarom de restwarmte? ik zou zeggen alle warmte, zet een stirling tussen de motor en de radiateur.
Toch is dat een suboptimalisatie. De stirlingmotor heeft een hoger rendement dan de otto- en diesel-motor. Het nadeel ervan is dat de stirling niet snel kan optrekken en het best draait op een vast toerental. Als de hybride auto de toekomst heeft dan zou de krachtbron in een dergelijk systeem een stirling moeten zijn.
Ik verwacht echter niet dat dit gaat gebeuren. Een stirling kun je met alle brandstoffen voeden en dan heeft de staat geen controle meer over de accijnzen.
En per slot van zake draait deze maatschappij toch op het zoveel mogelijk uitzuigen van de bevolking.
We zullen dus nog wel honderd jaar doorrijden op een verslindende ottomotor.

De meeste warmte ontsnapt via de uitlaat.

 

[willem1940]

Heren, heren,

hoe interessant deze discussie ook moge zijn, een motor(fiets) heeft een warmtepomp noch stirlingmotor en maakt al helemaal geen gebruik van aardwarmte, laat staan dat dat praktisch mogelijk is. Mag ik U doorverwijzen naar www.wetenschapsforum.nl?

Link gaf steeds timeout; deze ging bij mij wel, breukstreepje extra:
www.wetenschapsforum.nl/

 

[willem1940]

Een combinatie van stirlingmotor/stroomopwekking in verwarmingsketel lijkt mij vooral interessant voor de electrische thermostaten en het rondpompen van water; momenteel ligt je verwarming er uit als (steeds vaker in de krant) de stroom uitvalt.

 

[Knuffelkoe]

Een Stirlingmotor is een warmtepomp (omgekeerde airco, kun je bijna zeggen), dat wil zeggen dat hij warmte transporteert van de ene naar de andere plek. En met dat transport maakt hij in feite beweging.

Een Stirlingmotor is dus GEEN warmtepomp.

Net zomin als een waterrad een pomp is. Dat er transport van warmte plaats vindt wil niet zeggen dat er gepompt wordt. Er wordt gebruik gemaakt van dit tranport om kinetische energie te produceren.

 

[Zeeuwse Klei]

Vraag ik me dan toch af wat een warmtepomp is...

Edit: Google gaf raad. Weer wat geleerd...