Stirlingmotor

Einen Stirlingmotor nennt man auch Heizgasmotor. Es handelt sich bei ihm um eine Wärmekraftmaschine, in welcher ein abgeschlossenes Arbeitsgas, wie Helium oder Luft, an zwei verschiedenen Bereichen von außen abwechselnd erhitzt und gekühlt wird, um mechanische Energie zu erzeugen. Dieser Stirlingmotor ist ein Beispiel für die Energieumwandlung einer schlecht nutzbaren Energieform in die besser einsetzbare Energieform mechanischer Energie, und arbeitet nach dem Prinzip eines geschlossenen Kreisprozesses. Er kann mit einer beliebigen externen Energiequelle betrieben werden und es gibt Modell, welche sogar bereits durch bloßes Anfassen durch die Wärme einer menschlichen Hand in Gang kommen. Das entsprechende Arbeitsgas dehnt sich in dem erwärmten Bereich aus, im kalten Bereich zieht es hingegen zusammen.

Aus diesem Grund erzeugt es nutzbare mechanische Arbeit. Eine Stirlingmaschine, bei welche der erwärmte Raum kühler ist als der gekühlte, arbeitet als Kältemaschine und muss von außen betrieben werden. Typischer Weise haben Stirlingmotoren einen permanent erhitzten und einen permanent gekühlten Raum, dazwischen wird das Arbeitsgas hin und her bewegt. In fast allen Stirlingmotoren gibt das Arbeitsgas einen Teil seiner Wärmeenergie an einen Speicher, welchen man einen Generator nennt, auf seinem Weg ab. Dieser Generator nimmt die Wärme vorübergehend auf und, sobald es vom kalten in den warmen Raum zurück geschoben wird, gibt es die Wärme wieder an das Gas ab. Den Wirkungsgrad des Stirlingmotors verbessert der Generator, weil er bis zu 80 Prozent der umgesetzten Wärme pro Zyklus speichert. Diese Motoren werden in der Regel als Hubkolbenmaschinen ausgeführt, es existieren aber auch Freikolbenmaschinen, Kreiskolbenmotoren und Flachplattenmaschinen.

Der große Vorteil von einem Stirlingmotor ist, dass er mit einer kontinuierlichen Wärmezufuhr betrieben wird. Diese kontinierliche Wärmezufuhr, wie zum Beispiel radioaktive Zerfallswärme, die Sonne sowie heißes Wasser oder Dampf, lässt sich sogar ganz einfach schadstoffarm bei der Verbrennung bewerkstelligen. Dies wird vor allem dann ganz deutlich, wenn man bedenkt, welchen technologischen Aufwand man betreiben muss, um bei einem Ottomotor oder Dieselmotor die innere diskontinuierliche Verbrennung sowohl schadstoffarm als auch effizient zu betreiben. Daher benötigt der Stirlingmotor auch keinen besonderen Treibstoff, ist also prinzipiell leicht als Vielstoffmotor auszulegen, wobei sogar Feststoffe als Wärmequelle denkbar sind.