Động cơ Stirling được coi là một thiết bị chuyển đổi năng lượng nhiệt hiệu quả cao. Cốt lõi hoạt động của nó nằm ở sự giãn nở và co lại theo chu kỳ của khí, cho phép chuyển đổi năng lượng nhiệt thành năng lượng cơ học. So với động cơ hơi nước truyền thống, động cơ Stirling chạy êm hơn nhiều và ít tiếng ồn hơn, mang lại cho nó những lợi thế độc đáo trong nhiều ứng dụng.
Động cơ Stirling được thiết kế để tăng hiệu suất thông qua việc sử dụng hiệu quả bộ trao đổi nhiệt bên trong và lưu trữ nhiệt.
Sự đổi mới của động cơ Stirling nằm ở thiết kế vòng kín, có nghĩa là chất lỏng làm việc (thường là không khí, heli hoặc hydro) lưu thông bên trong động cơ và không rò rỉ ra ngoài. Một hệ thống như vậy không chỉ cải thiện hiệu quả chuyển đổi năng lượng nhiệt , nhưng cũng cho phép sử dụng loại khí thích hợp nhất, chẳng hạn như heli hoặc hydro, để nâng cao hơn nữa hiệu suất của động cơ. Hơn nữa, vì không có quá trình nạp và xả nên động cơ Stirling gần như không gây tiếng ồn khi hoạt động.
Thiết kế độc đáo và công nghệ được cấp bằng sáng chế của động cơ Stirling mang lại hiệu suất đáng tin cậy và độ an toàn tuyệt vời.
Lịch sử của động cơ Stirling có thể bắt nguồn từ năm 1816, khi nó được phát minh bởi Robert Stirling người Scotland. Mục đích ban đầu của nó là được sử dụng như một động cơ công nghiệp để cạnh tranh với động cơ hơi nước. Nhưng tính thực tiễn cụ thể của nó trong những thập kỷ tiếp theo chủ yếu tập trung vào các ứng dụng gia dụng có công suất thấp. Khi đầu tư vào năng lượng tái tạo, đặc biệt là năng lượng mặt trời, tăng lên, phạm vi ứng dụng của động cơ Stirling đã bắt đầu mở rộng sang các lĩnh vực như sản xuất điện mặt trời tập trung và máy bơm nhiệt.
Hiệu suất cao của động cơ Stirling đến từ việc tái chế năng lượng nhiệt. Nhờ có "bộ tái tạo" trong thiết kế, động cơ có thể giữ lại một lượng nhiệt nhất định trong suốt chu trình thay vì tản nhiệt hoàn toàn ra môi trường. Quá trình này đảm bảo nhiệt có thể được sử dụng hiệu quả ở các giai đoạn khác nhau, do đó cải thiện đáng kể hiệu quả tổng thể.
Sự hiện diện của máy tái tạo làm cho hiệu suất tổng thể của động cơ Stirling vượt xa các thiết bị năng lượng nhiệt truyền thống.
Ngày nay, động cơ Stirling đã được ứng dụng vào nhiều mục đích khác nhau, từ cung cấp năng lượng gia dụng đến hệ thống đẩy tàu ngầm. Tàu ngầm lớp Gotland của Hải quân Thụy Điển sử dụng động cơ Stirling để cung cấp năng lượng khi lặn, giúp tàu ngầm chạy gần như không gây tiếng ồn dưới nước và có khả năng tàng hình.
Kết hợp với việc nâng cao ứng dụng năng lượng tái tạo, động cơ Stirling đã dần được chú ý. Trong các hệ thống tập trung năng lượng mặt trời, động cơ Stirling có thể chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện một cách hiệu quả, trở thành một thành phần quan trọng của các công nghệ thân thiện với môi trường trong tương lai. Ví dụ, các hệ thống nhiệt điện kết hợp (CHP) siêu nhỏ đã được lắp đặt tại các hộ gia đình trong những năm gần đây, tận dụng hiệu suất cao của động cơ Stirling.
Với thiết kế độc đáo và hiệu suất vượt trội, động cơ Stirling chắc chắn là một trong những lựa chọn tốt nhất cho chuyển đổi năng lượng nhiệt. Sự phát triển trong tương lai của nó sẽ được tích hợp như thế nào với các chiến lược phát triển bền vững của con người?