Le moteur Stirling est un moteur thermique à combustion externe. Il a été conçu à l'origine comme un moteur industriel pour concurrencer la machine à vapeur, mais en pratique pendant plus d'un siècle, il n'a été utilisé que pour des applications domestiques et pour des moteurs de faible puissance. Le moteur Stirling a été inventé en 1816 par Robert Stirling, un prêtre écossais. L'une des préoccupations de l'époque était la sécurité des machines à vapeur. L'objectif de Stirling était de réaliser un moteur moins dangereux que la machine à vapeur. Le fonctionnement est basé sur la dilatation et la contraction d'un gaz qui peut être de l'hélium, de l'hydrogène, de l'azote ou de l'air. Ce gaz est obligé de passer cycliquement d'une source froide où il se contracte à une source chaude où il se dilate. Ce type de machine est considéré comme un moteur thermique. C'est un moteur thermodynamique du fait de la présence d'un gradient de température entre les deux sources thermiques. Actuellement, le développement est toujours à l'étude.
Dans tous les cas, le moteur Stirling est le seul capable d'approcher le rendement maximal théorique connu sous le nom de rendement Carnot. Cycle de Carnot En thermodynamique, le cycle de Carnot ou processus de Carnot est un processus circulaire idéal. Ce cycle se compose de deux processus adiabatiques et de deux processus isothermes. Dans le procédé Carnot, le système thermodynamique effectue un travail mécanique en échangeant de la chaleur avec deux réservoirs de chaleur. Les deux réservoirs de chaleur ont des températures constantes mais différentes. Dans les cycles de Carnot il y a deux sources de chaleur: Le réchauffeur, qui est un réservoir avec une température plus élevée Le réfrigérateur, qui est un réservoir avec une température plus basse. Quelle est la différence entre un moteur Stirling et une machine à vapeur? Contrairement à une machine à vapeur, le moteur Stirling ferme une quantité fixe de fluide dans un état gazeux permanent tel que l'air. En revanche, dans la machine à vapeur, le fluide de travail subit un changement de phase du liquide au gaz.
Le moteur Stirling se caractérise par son rendement élevé par rapport aux moteurs à vapeur, un fonctionnement plus silencieux et une utilisation plus facile des différentes sources de chaleur. Cette compatibilité avec les sources d'énergie alternatives et renouvelables est devenue de plus en plus importante à mesure que le coût des combustibles fossiles conventionnels et la sensibilité sociale au changement climatique ont augmenté. Le moteur Stirling est actuellement intéressant en tant que cœur des micro-unités de production combinée de chaleur et d'électricité, c'est-à-dire la cogénération, où il est plus sûr et plus efficace que la vapeur. A quoi sert le moteur Stirling? Cette technologie est considérée comme d'une grande application pour les régions où il y a un grand nombre d'habitants dispersés, qui seraient très coûteux à atteindre avec un réseau électrique. Il faut s'attendre à ce que les fabricants de moteurs Stirling construisent à grande échelle de petites unités du même type, (avec un disque solaire) comme, par exemple, avec la capacité de produire environ 200 à 400 kWh par mois (équipement d'environ 1 à 2 kW de puissance).
La deuxième vie du moteur Stirling En 1878, l'année de la disparition de Robert Stirling, l'ingénieur américain John Ericsson améliore le système par l'ajout d'un piston « déplaceur ». Les moteurs type Ericsson seront construits aux États-Unis jusqu'à la première guerre mondiale. Mais leur point faible reste leur rendement énergétique très médiocre. Dans les années 1930, avec l'accroissement des connaissances en thermodynamique et en matériaux, la société néerlandaise Philips va à nouveau lancer des études sur le moteur à cycle Stirling, faisant bondir le rendement à 30%, proche des moteurs à explosion à essence. Mais les applications restent limitées à la cryogénie, étude et production des basses températures. La troisième vie du moteur Stirling C'est à partir des années 1990-2000 que le moteur Stirling va enfin trouver de nouvelles applications avec la volonté de trouver des alternatives au tout pétrole. En effet, l'énergie (chaleur) apportée au moteur Stirling peut avoir de nombreuses sources différentes: solaire, géothermique, thermique par récupération de gaz chauds, nucléaire, etc… Ainsi, on produit aujourd'hui des moteurs à cycle Stirling couplés à des paraboles solaires offrant comme génératrice de courant des rendements supérieurs aux cellules photovoltaïques.
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Pour accéder à ces documents, il vous suffit de cliquer sur les liens suivants: " tutoriel Chenapan " ou/et " plans Chenapan " Hubert Roussel nous propose sur son site des moteurs élégants fonctionnant avec un faible écart de température (photo ci-contre). Ils ne coûtent pas chers, ils sont relativement faciles à bricoler. On peut les voir fonctionner grâce à des vidéos et surtout on trouve des plans cotés! En espérant que la matière première nécessaire n'entraînera pas la faillite d'AOL... Bon courage tous!!! Ce site a été conçu et réalisé par Pierre Gras. Merci à toutes les personnes qui ont apporté leurs contributions: articles, photos, vidéos, feuilles de calcul... L'auteur est ouvert à toute suggestion permettant d'améliorer ce site pour le bonheur de tous. Enfin, un grand merci à Robert Stirling! Le site "" par Pierre Gras est mis à disposition selon les termes de la licence Creative Commons. Ce site respecte les normes relatives aux langages XHTML et CSS. Pour en profiter au mieux, utilisez un logiciel récent tel que Firefox, Chrome, Safari, Opera... qui, eux-aussi, se conforment à ces normes.
Secteurs - Chaîne de valeur - Application Secteurs Utilisation et efficacité Étapes de la chaîne de valeur Vidéo / Images 25kW Low-to-Medium Temperature Stirling Engine by Cool Energy Les avantages pour l'environnement • Conversion d'énergie à basse température de la chaleur récupérée • Une conception unique qui maximise l'efficacité • Des matériaux communs qui permettent de maintenir des coûts bas • Conçu pour une longue durée de vie • Peut être utilisé en combinaison avec d'autres systèmes d'énergie renouvelable. • Peut être appliqué aux processus de production d'énergie industriels ou à distance, tels que les générateurs diesel ou les générateurs au gaz naturel. Les avantages financiers • Temps de retour sur investissement de 2 à 6 ans pour les clients types, en fonction du profil d'exploitation et des coûts d'électricité ou de carburant évités. • Peut générer 230 000 $ d'avantages sociaux en évitant les émissions polluantes du réseau.
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