Projekt LowEnergyMotor

Motor pro zdroje s nízkou hustotou energie

Dosud se motory navrhovaly a navrhují pro zdroje s vysokou energetickou hustotou. Pro srovnání ropa má energetickou hustotu zhruba 44 MJ/kg (= cca 12kWh), hnědé uhlí kolem 20 MJ/kg a nabitý akumulátor obsahuje 0,5 MJ/kg.

Z motoru je tak potřeba vytěžit co nejvíce, a jak známo, účinnost roste se zvyšujícím se rozdílu teplot (viz Carnotův cyklus).

Ropa a další zdroje s vysokou hustotou energie však drahnou. Nejen ve finančním vyjádření. Přesněji to ukáže vývoj index energetické návratnosti, který říká kolikrát se nám vrátí energie vynaložená na získání energetické suroviny. Údaje z různých zdrojů se sice liší, ale nejčastěji se uvádí, že na začátku těžby ropy byl index energetické návratnosti 100, pro Texaskou ropu je to 60, pro ropu na Blízkém východě 30, pro ropu ze Severního moře 10, pro uhlí 4-20 (podle kvality), uran 4-5 (pozn. některé zdroje uvádějí hodnoty vyšší) a konečně pro biopaliva 0,9 - 4 (v Evropě podle různých plodin).

S klesající dostupností a rostoucí cenou klasických zdrojů tak roste zájem o využití zdrojů s nízkou hustotou energie jako je energie solární, geotermální, větrná, vodní, odpadní a biologická (např. teplo z rozkladu na skládkách).

Úkolem je navrhnout motor, který bude využívat tuto levnou a všeobecně dostupnou energii. Například sluneční energie poskytuje cca 600 W/m2. Motor tak může stacionární, velký i objemný s tím, že se dá umístit na vhodné plochy, jako jsou zdi a střechy domů, kde může zároveň plnit další funkce jako solární kolektor nebo i střešní krytina.

Tento motor může pracovat s nižším rozdílem teplot a tedy i s nižší účinností. Na druhou stranu musí být levný. Prototyp by měl sestaven s co nejmenším počtem dílů a z materiálů jako je karton, papír, plech nebo plasty.

Vhodná je například modifikace parních strojů za využití kapalin s nižším bodem varu (líh, freony) nebo Stirlingův motor.

Odkazy na stránky o Stirlingových motorech:

• RotaryStirlingEngines.Com
• stránky Israel Urieli (Dr. Iz), Associate Professor Mechanical Engineering
• Austin State University motor z plechovek
• Rotační Stirlingův motor

dobře zpracované animace jsou na www.keveney.com/Engines.html.

Inspiraci můžete také nalézt v ESPACENET, databázi s více než 50 milionů patentů.

Tento motor buď energii využije přímo, například pro čerpání vody, nebo bude pohánět generátor a vyrábět elektřinu.

Zpět na: Semestrální projekty.