Un motor Stirling alimentado con energía solar es un motor térmico que funciona gracias a un gradiente de temperatura generado por el sol. Aunque los motores Stirling pueden funcionar con un gradiente de temperatura pequeño, es más eficiente utilizar energía solar concentrada .
La salida mecánica se puede utilizar directamente (por ejemplo, bombas) o utilizar para crear electricidad.
El 3 de agosto de 1976, la NASA patentó un tipo de motor Stirling alimentado con energía solar. Utilizaba energía solar para bombear agua de un río, lago o arroyo. [1] El propósito de este aparato es “proporcionar una bomba de bajo costo y baja tecnología que tenga una utilidad particular en los sistemas de irrigación empleados en regiones áridas subdesarrolladas de la Tierra… [utilizando] los principios básicos del motor térmico Stirling”. [1]
Un diseño fue patentado por Roelf J. Meijer en 1987. [2] Su invención combina un motor térmico, como un motor de ciclo Stirling , con un colector de plato solar para producir electricidad. [2] Este aparato consiste en un plato grande que concentra la energía solar en un punto focal en el centro del plato. La energía solar concentrada impulsa un motor de ciclo Stirling, [2] que funciona dejando que el calor fluya desde una fuente caliente a un disipador frío para realizar trabajo. [3] La salida de trabajo del ciclo Stirling luego impulsa un generador para crear energía eléctrica. Además, para una recolección óptima de calor, el motor alimentado con energía solar de Meijer requiere que el plato siempre apunte directamente al sol para que no haya sombras en el colector del plato solar. Esto presentó problemas porque, para que el aparato tenga un rango completo de movimiento, son necesarios sistemas de lubricación y rotación, y pueden comprometer la estabilidad estructural. [2]
En 2010, una empresa llamada Sunvention Solar Energy creó un dispositivo similar al diseño de la NASA que, según afirman, puede bombear 100.000 galones por día, únicamente con energía solar y el ciclo Stirling, y cuesta solo 1.250 dólares. Este aparato, al igual que los demás, utilizaba una gran antena solar para recolectar el calor del sol y crear una fuente de alta temperatura, y también utilizaba agua a baja temperatura de un arroyo cercano como fuente de baja temperatura. Esto proporcionaba un gran rango de temperaturas, lo que a su vez proporcionaba más energía. El aparato bombeaba el agua a los campos de cultivo cercanos, lo que proporcionaba una “bomba de bajo costo y baja tecnología que tiene una utilidad particular en los sistemas de riego empleados en las regiones áridas subdesarrolladas de la Tierra”.
En algunas situaciones, los motores Stirling alimentados con energía solar son más eficientes que los paneles solares a la hora de generar energía eléctrica. [4] La capacidad térmica y la masa rotatoria dan lugar a cambios menos repentinos en la potencia de salida. Los experimentos muestran la posibilidad de lograr una mayor eficiencia. [5]
Los motores Stirling alimentados con energía solar son menos escalables que los paneles solares y también son más complejos que un sistema solar-eléctrico.
Los motores Stirling alimentados con energía solar pueden tener una fuente de calor secundaria (por ejemplo, gas), lo que permite su funcionamiento durante la noche y cuando el cielo está nublado.
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