Tepelný motor

Pod hlavičkou výskumu a vývoja teplených motorov sa venujeme primárne výskumu a vývoju novodobého vysoko-účinného parného stroja, ktorý je určený na premenu vysoko-potenciálneho tepla na mechanicku prácu a následne elektrickú energiu, pričom ako energetický výstup je možné zúžitkovávať aj zostatkové teplo. Predmetný skúmaný tepelný stroj je určený najmä na pohon teplom koncentrovaného slnečného žiarenia, je však možné ho poháňať aj teplom získaným zo spaľovania biomasy alebo tradičných fosílnych palív. V rámci termo-mechanickej premeny využíva motor inovatívny systém impulznej generácie pary a vnútornej regenerácie tepla, ktorý mu umožňuje dosahovať vysokú účinnosť energetickej premeny. Z hľadiska výkonu sa môže pohybovať od úrovne stoviek W až po desiatky kW.  Spôsob termo-mechanickej premeny motora v súčasnosti čaká na udelenie európskeho patentu.

 

S ohľadom na možnosti pohonu i výkonové rozmedzie je motor určený najmä pre trh koncentračnej solárnej energetiky pre výstavbu solárnych elektrární alebo decentralizovane mimo-sieťové aplikácie. V prípade pohonu na biomasu alebo fosílne palivá je určený najmä pre trh kogenerácie a mikro-kogenerácie elektrickej energie a tepla v domácnostiach, malých firmách a organizáciach.

Uvedený motor predstavuje vo svojej podstate alternatívu k známemu Stirlingovému motoru, pričom jeho hlavným prínosom okrem vysokej účinnosti, je jednoduchosť riešenia a očakávaná vysoká spoľahlivosť a nízka cena.

 

Princíp impulznej generácie pary

Jadrom tepelného motora je jedinečný systém impulznej generácie pary, ktorého výskumom sa zakladatelia GoldenSUN zaoberajú už od roku 1997.

Impulzná generácia pary je spôsob vytvárania impulzov vysoko-tlakej pary priamo v pracovnom priestore piestového motora, ktoré podobne ako v spaľovacom motore v riadených krátkych intervaloch vzniká vo valcoch motora vysoký tlak, ktorý poháňa piesty.

Pri spôsobe impulznej generácii pary sa využíva najmä energia koncentrovaného slnečného žiarenia privádzaného do pracovného priestoru motora cez opticky priepustnú hlavu valca. Pomocou piestového pohybového mechanizmu sa časť energie pary premení na mechanickú prácu (ktorú je možné použiť na výrobu elektrickej energie alebo pohon čerpadla) a zostatok energie sa využije na výrobu nízkopotenciálneho tepla (napríklad vo forme teplej úžitkovej vody).

Základným prvkom systému impulznej generácie pary je špeciálne na tento účel vyvinuté kapilárno-porézne teleso (CPB – Capillary-Porous Body ). Pracovná teplota CPB sa pohybuje v rozmedzí od 200 – 1200 °C, prípadne i viac, pokiaľ to použité materiály dovolia. Zdrojom tepla pre ohrev CPB môže byť nepriamy, alebo priamy radiačno-absorbčný ohrev tepelom koncentrovaného slnečného žiarenia alebo  nepriamy ohrev spaľovaním biomasy alebo fosílnych palív.

 

Pohľad na absorbér z keramickej
kapilárno-poréznej látky

       

Zjednodušená schéma princípu
impulznej generácie pary

 

Heliostat

Solárne prevedenie tepelného motora je určené pre umiestnenie v ohnisku špecialneho dvoj-ohniskového heliostatu.