Merhaba.
Evet,dediğiniz gibi çok küçük kapasitelerde uygulaması eskiden beri kullanılıyor.Termik(ısıl) verim olarak,büyük güçlerde buhar makinesi,buhar türbini,otto(Benzinli),dizel motoru gibi pek çok ısı makinesinden çok daha verimli çalışan bir "Rankine Çevrimi"ne sahiptir.Fakat şimdiye dek çok popüler olamamasının nedenleri aslında aşağıdaki şu kriterlerden dolayıdır:
1.Çok düşük güçlerde elde edilecek kapasitede maliyeti düşüktür,verimi %15 dolaylarındadır,içten yanmalı motorların gürültüsü yoktur,sesssiz çalışır.Deniz fenerlerini beslemek amacıyla,uzun zaman bakım ve yakıt ikmalinin güç olarak sağlandığı noktalarda kullanılıp uygulamaya giren en verimli şekli
"Termoelektrik Jeneratör" şeklindedir.Burada titreşen metal bir diyafram,çıkışta güç pistonunun yerine kullanılır.Bu diyafram alternatif akımla
Elektrik üreten aşağı yukarı hızla gidip gelen bir armatüre bağlanmıştır.Bu hem motorun verimini arttırmış,hem aşınmayı azaltıp yağlamayı ortadan kaldırmış,hem de motorun ısı uygulandığında anında çalışmasını sağlamıştır.Piston ile silindir arasındaki boşluk helyum gazıyla(Isı transferi kolaylığı için)doldurulmuş ve böylece sıcak ve soğuk bölümler arasındaki gazı akışı sağlanmıştır.Güç pistonu yerine termoelektrik jeneratörde,sürtünmesiz,düzgün hareketli küçük bir elektrik jeneratörünü,aşağı yukarı düşey doğrultuda hareket ettirerek,tıpkı diyaframlı(Körüklü)bir yakıt pompası gibi çalıştıran,esnek bir metal diyafram(Körüklü,hoparlörlerin arka titreşen membranı gibi)kullanılır.Bu modelin, 25-30 watt gücünde olanı geliştirilmiş ve kullanımdaki verimi yüzde 15 kadar olmuştur.İstenildiğinde bu güçlerden daha yüksek güçte olanları da yine yapılabilir.
Fludin:Gelişmekte olan ülkelerde,mühendislik olanaklarından yoksun ülkelerde çok ucuza üretilen ve genellikle su pompalamada kullanılan motorlardır.Yüksek ısıl verimin önemli olmadığı pekçok yerde de kullanılabilir.Burada "U" biçimindeki boruların içinden ileri-geri akan sıvı sütunları kullanılır."Sıvı piston" kullanılması,pistonların silindirlere uyması sorununu ortadan kaldırmıştır.Borular plastik veya metal bir malzemeden yapılabilir.Isı kaynağı olarak herhangi bir kaynak,örneğin güneş ışınları ya da odun ateşi kullanılabilir.Soğuk bölüm ya gölgede kalacak ya da pompalanan suyun bir bölümüyle soğuyacak şekilde motorun çalışması düzenlenebilir.
Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi
(YGE) teknolojisindeki bir uygulama olan "Parabolik Çanak Sistemi"nde,güneşi iki eksende takip eden parabolik çanak sistemlerde odaklanma oranı yüksektir ve alıcı sıcaklığı 250-700 derece C mertebesine çıkar.Çevrim akışkanı olarak helyum gibi hafif gazların tercih edildiği "Kompakt Stirling Motorları" ile bu sistemlerin çalışma verimleri YGE sistemleri arasında en yüksek konumdadır.Su gerektirmeyen bu sistemler tek tek veya çok sayıda kullanım kolaylığı sağlarlar,ancak kurulum maliyetleri yüksektir.
2.Yüksek güçlü stirling motorlarının uygulanmasını engelleyen en önemli nedenler,benzin ve dizel motorlarının çok yaygın olması ve motora ısı verip alan ısı değiştiricilerin (Rejeneratör) çok pahalıya çıkan maliyetleridir.Bu yüzden stirling motorları geçmişte ve günümüzde daha çok düşük güç gerektiren yerlerde uygulanarak kullanılabilmiştir.Düşük güçlerde de verim ancak %15 düzeyinde kalmaktadır.
Stirling motorlarının bir başka özelliği "tersinir" olması,(Yani ayni "Peltier=Termoelektrik etkisinde olduğu gibi) mekanik bir güçle motorun çalıştırılmasında,silindirin sıcak ucu olan yerinden,bu defa havayı çekerek soğutması,normalde soğuk olan ucundan(Suyla veya havayla soğutulan soğuk uçtan)ise ısı vererek bu ucu ısıtmasıdır.Bu yöntemle -60 ile -180 derece C arasında stirling motorundan etkili bir soğutucu olarak da yararlanılabilir.Bu biçimiyle stirling motoru tersine çalışarak,bir "Isı Pompası" olarak,örneğin çevreden aldığı ısıyla binaları ısıtmak için kullanılabilir.Yani günümüzde buzdolaplarında kulanılan evporatör(Buharlaştırıcı) ve kondenserin(Yoğunlaştırıcı) ünitelerin yerini alarak kullanılan sı pompası uygulamasının bir başka şekli olarak kullanılabilir.
Kolay gelsin.
Kaynakça
1. Mühendis ve Makina Dergisi,Ekim 2012,Sayı 633,ISSN 1300-3402,Sayfa 18,Yoğunlaştırılmış Güneş Enerjisi Teknolojisindeki Gelişmeler,Parabolik Çanak Sistemleri.
2. Nasıl Çalışır,Bilim,Teknoloji ve İcatlar Ansiklopedisi,Gelişim Yayınları,Cilt 6,Copyright Marshall Cavendish Limited Londra ve Gelişim Basım Yayım A.Ş.,Nişantaşı/İstanbul (1980),Ağaoğlu Yayınevi Tesisleri,Sayfa 1985,Stirling Motoru.
