MTIKROKROKRAFTVÄRMEVERK MED STIRLINGMOTOR - SGC

En stirlingmotor f'ar bättre axelverkningsgrad ju lägre kylvattentemperaturen är.För att kunna producera nyttig värme måste kylvattentemperaturen hålla en vissnivå, kanske 50°C-70°C. Det betyder att elverkningsgraden blir lidande omtemperaturen på kylvattnet höjs. Genom ett enkelt räkneexempel finner man attskillnaderna blir små.Låg kylvattentemperaturHög kylvattentemperaturTemperatur i expansionsutrymmetVerkningsgrad för låg kylvattentemperaturVerkningsgrad för hög kylvattentemperatur :300 K, motsvarar 27°C350 K, motsvarar 77°C900K'llllgtemp = 1- (300 l 900)"' 66 %'llhögtemp = 1- (350 l 900)"' 61%Cykelverkningsgraden minskar från 66% till61% om kylvattentemperaturen höjsfrån 27°C til 77°C . Räkneexemplet ovan skall tas med en nypa salt. En verkligstirlingmotor är svår att beräkna och exemplet ovan visar egentligen bara attsänkningen av axelverkningsgraden ligger närmare l procentenhet än l Oprocentenheter. Provresultat för den danska stirlingmotorn i referens [7] visar ensänkning av verkningsgraden på mellan l och 2 procentenheter.Det är inte bara verkningsgraden som påverkas av att kylvattentemperaturen höjs.Motoms konstruktion måste anpassas till den höga temperaturen. Det kan varakolvens spel i cylindern som måste ökas eller att kolvtätningen inte tåltemperaturen.3.2 Elproduktionen.Axeln hos stirlingmotorn kopplas till en generator som genererar elström. I falletmed mikrokraftverk finner man att generatorerna blir så små attgeneratorverkningsgraden blir låg. Ett alternativ är att köra en asynkronmotor somelgenerator. Med ca. 3 kW eleffekt hamnar verkningsgraden på mellan 75 - 78 % ide danska provresultaten enligt referens [7]. En del motortillverkare har utvecklategna små generatorer.De generatorer som tillverkas kommersiellt i detta effektområde är för små mobilabensindrivna elverk. Här prioriteras inte hög elverkningsgrad utan tillförlitlighet,livslängd och lätthanterlighet som första sälj argument. Dessa generatorer har ettvarvtal på 3000 rpm och en verkningsgrad på 80%.Stirlingmotorn trivs inte på höga varvtal. Många motorer har sitt optimala varvtalrunt 800 rpm där verkningsgraden är som högst. Ett varvtal på 3000 rpm ärönskvärt med tanke på frekvensen i nätet. Lösningen blir att använda sig avflerpoliga generatorer som har ett lägre arbetsvarvtal. En lagom kompromiss är en20