Uus mootor kasutab soojuse elektriks muutmisel ära helilaineid

Seade kasutab suurema efektiivsuse tagamiseks termoakustikat.

Uus firma töötas välja uut tüüpi mootori, mis toodab energiat sama efektiivselt kui kütuseelement kuid mis maksab ligi poole vähem kui sisepõlemismootor.

Kanadas, Vancouveris asuv firma Etalim väidab, et selle välja töötatud korvpalli suurune mootor parandab energiatootmise ökonoomsust energia ja soojus koostootmiseks kodudes ning viisi, mille abil ära kasutada fokusseerivate päikesepaneelide toodetud soojust, kirjutab technologyreview.com.

Firmal on valmis ehitatud prototüüp, kuid soovitavad 40% kõrgemad efektiivsused, mis arvutimudelite kohaselt võimalikud on, on veel saavutamata.

Seadme mõningad printsiibid on sarnased Stirlingi mootoriga, kus sisemist soojusallikat kasutatakse kindla töötava gaasi(tavaliselt heeliumi) koguse paisutamiseks, mis seejärel jahedamasse ruumi viimise järel uuesti kokku tõmbub. See paisumise-kokku tõmbumise tsükkel kordab ennast, muutes soojuse kolbi liigutamise abil mehaaniliseks tööks.

Etalim’i tegevdirektor Ron Kopfler sõnab, et Stirlingi mootori põhiliseks probleemiks on fakt, et need peavad efektiivsuse saamiseks töötama väga kõrgetel temperatuuridel ning rõhkudel, mistõttu mootorisse suletud gaasi sees hoidmine raskendatud on. ,,Sellistel temperatuuridel ei saa kasutada tavapäraseid tihendusmeetodeid,” selgitas ta. ,,Ei saa kasutada kummi, määrdeaineid. Peab olema kuiv metall metallil, mis on aga väga kallid, ülima täpsusega tehtud osad, tõstes mootori enda hinna kõrgele.”

Thomas Steiner, Etalim’i üks asutajaid ning põhilisi teadlasi nägi võimalust kuidas eemaldada kõik kummist osad ning tihendid, mis kindlasti kuluvad ning leketel tekkida lasevad, kasutades termoakustikale põhinevat disaini, mis kasutab kinnises ruumis helilainete kontrollimiseks ära soojust.

Etalim’i mootori sisemusse on asetatud metallplaat, mis täidab tavalise Stirlingi mootori kolbi funktsiooni. Kui rõhu all olev heelium plaadi ülaosas kuumeneb, võimenduvad läbi plaadi liikuvad helilained, pannes plaadi vibreerima ning sundides selle all asuvat metallmembraani(eraldatud jahedama heeliumi kihiga) võlli alla suruma. Mehaaniline hõõrdumine puudub täielikult. Võll on kinnitatud elektrit tootva vahelduvvoolugeneraatoriga.

Plaadi vibreerimine liigutab võlli ühe tsükli jooksul ainult kahe kolmandiku millimeetri võrra, seega liigutatakse heeliumit iga tsükliga vaid natukese. Siiski saavutab mootor kiire tempo: 500 tsüklit sekundis. ,,Minnes üle kõrgematele sagedustele, saab sellest veelgi rohkem elektrit,” sõnas Greg Swift, termoakustika ekspert Los Alamose Riiklikust Laboratooriumist, kes on Etalim’i mootori esialgset varianti juba näinud. ,,Steiner on erinevat disaini suunda kasutades tõesti hea töö teinud ning vigade tegemist vältinud.”

Firma ambitsioonid on kõrged. Esimene, eelmisel aastal valminud prototüüp näitas, et idee töötab, kuid et kasutati võrdlemisi madalat temperatuuri, siis saadi efektiivsuseks vaid 10%. Sel kevadel tahetakse teise prototüübiga 500°C juures saavutada 20-30 protsendiline efektiivsus.

40 % efektiivsusega ning 700 °C juures töötav kommertstoode on plaanitud 2012 aastasse. Algselt hakatakse seda müüma kui odavamat ning kauakestvamat alternatiivi kütuseelementidele kodudes kasutatava elektri ja soojuse koostootmiseks. Firma arvab, et nad suudavad valmistada mootori, mille üks vatt maksaks vähem kui $1(umbes 1,4 Eurot) ning nende pikaajaline eesmärk on saada vati hinnaks 15 dollari senti(0,21 Euro senti), mis teeks sellest odavama ning sisepõlemismootoriga võrreldava mootori.

Allikas