Mikrocentrála pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla se Stirlingovým motorem

Micro Combined Heat and Power Plant Based on the Stirling Engine

článek v časopise - ostatní, Jost

en

The paper presents the most significant results achieved within a three-year grant project aimed at designing and building of a micro plant prototype for combined heat and power production on the basis of a 3 kW external combustion engine. Solution of the given complex problem was based on a detailed analysis and critical evaluation of the existing scientific knowledge and the know-how, and involved the application of general power engineering, thermodynamics and thermokinetics, computer-aided design, applied mechanics, strength of materials, material engineering, production technology, electrical engineering and technical experiment. Computational modeling of real working cycles of external combustion engines and application of virtual prototypes used when optimizing their mechanical structures enabled to shorten considerably many development tasks. As a demo project, the first stage of solution included building of a micro plant with electric output to 500 W with the gamma-modification Stirling engine, and subsequently a micro plant with electric output to 3 kW.

Článek představuje hlavní výsledky řešení tříletého grantového projektu, jehož cílem bylo navrhnout a realizovat prototyp mikrocentrály pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla na bázi motoru s vnějším přívodem tepla o výkonu do 3 kW. Řešení tohoto komplexního problému vycházelo z podrobné analýzy a kritického zhodnocení dosavadních vědeckých poznatků i know-how a vyžadovalo aplikaci znalostí z obecné energetiky, termodynamiky a termokinetiky, počítačového konstruování, aplikované mechaniky, pružnosti a pevnosti, materiálového inženýrství, výrobních technologií, elektrotechniky a technického experimentu. Výpočtové modelování reálných pracovních cyklů motorů s vnějším přívodem tepla a aplikace virtuálních prototypů při optimalizaci jejich mechanických struktur umožnily výrazně zkrátit řadu vývojových prací. Jako pilotní projekt byla v první etapě řešení realizována mikrocentrála o elektrickém výkonu do 500 W se Stirlingovým motorem gama-modifikace a následně mikrocentrála o elektrickém výkonu do 3 kW.

The paper presents the most significant results achieved within a three-year grant project aimed at designing and building of a micro plant prototype for combined heat and power production on the basis of a 3 kW external combustion engine. Solution of the given complex problem was based on a detailed analysis and critical evaluation of the existing scientific knowledge and the know-how, and involved the application of general power engineering, thermodynamics and thermokinetics, computer-aided design, applied mechanics, strength of materials, material engineering, production technology, electrical engineering and technical experiment. Computational modeling of real working cycles of external combustion engines and application of virtual prototypes used when optimizing their mechanical structures enabled to shorten considerably many development tasks. As a demo project, the first stage of solution included building of a micro plant with electric output to 500 W with the gamma-modification Stirling engine, and subsequently a micro plant with electric output to 3 kW.

Stirling engine, real thermodynamic cycle, crank mechanism, balancing, multi-body system, electric generator

2005

01.12.2005

ČVUT v Praze

Praha

1214-0821

MECCA - Journal of Middle European Costruction and Design of Cars

2005

4

8–16

9