Китай снова обогнал США, испытав самый мощный в мире двигатель Стирлинга
По мнению китайских ученых, ими совершен один из самых значительных прорывов в альтернативной энергетике за последние лет двадцать: пока разработки NASA остаются лишь на бумаге, в Техническом институте физики и химии при Китайской академии наук (CAS) уже заработал самый мощный на сегодняшний день термоакустический генератор (двигатель) Стирлинга.
Паровые двигатели и пришедшие им на смену турбины и ДВС имеют много недостатков, в том числе неэкологичность, сложность конструкции и шумность. Схема, предложенная в начале XIX века шотландским священником и изобретателем Робертом Стирлингом, является развитием идеи паровой машины, относится к двигателям внешнего сгорания (то есть тепло для рабочих процессов поступает извне, в то время как в ДВС топливо сгорает внутри камеры сгорания) и выполняет работу благодаря чередованию нагревания и охлаждения газообразного рабочего тела в закрытом цилиндре.
Эффективный генератор с двигателем Стирлинга — для выработки электроэнергии в космосе — долгие годы пытается разработать NASA, но пока не может похвастаться даже прототипами. Единственное, что есть у американского аэрокосмического агентства, это патент.
Китайцы же только что предъявили миру рабочую установку, которая в ходе демонстрации своих возможностей выдала 102 КВт мощности при температуре источника тепла 530 градусов Цельсия. Впервые генератор такого типа преодолел порог в 100 КВт. При этом размеры двигателя достаточно скромные — его длина всего около двух метров.
Представленная китайцами инновационная система состоит из двигателя Стирлинга (тепло от внешнего нагрева преобразуется в звуковые волны, образующие акустическое поле, двигающее рабочий поршень) и линейного электрогенератора, вырабатывающего переменный ток, двигаясь в магнитном поле. Основная «фишка» предложенной системы — именно в использовании линейного электрогенератора, имеющего минимум подвижных частей.
По словам профессора института-разработчика Ху Цзяньина, КПД аппарата поражает: «В настоящее время эффективность преобразования тепла в электричество [в нашей установке] составляет около 28%, а при использовании более горячего теплоносителя с температурой 600 градусов эффективность может достигать 34%». В этом случае двигатель по эффективности сравнится или превзойдет паровую турбину.
Новый термоакустический генератор, разработанный CAS, вполне мог бы открыть новую эпоху в альтернативной энергетике. «Линейный двигатель, состоящий из поршня, приводимого в движение звуковыми волнами, постоянных магнитов и катушек, способствует высокой эффективности преобразования. Его симметричная конструкция также устраняет некоторые вредные вибрации», — отмечает Ху Цзяньин.
Генератор будет использоваться не только на китайских атомных субмаринах, но и на космических аппаратах. Не исключено, что он со временем будет установлен и на совместной российско-китайской Международной научной лунной станции.
