Úsporný motor vyrábějí i Norové

Ochránci životního prostředí obvykle velkou láskou k motorům neoplývají – a k těm tepelným už vůbec ne. Přesto však existuje výjimka. Vynalézavý skotský duchovní Robert Stirling vymyslel v roce 1816 motor, který místo tehdy již poměrně běžné páry využívá teplý vzduch.

Pracuje na podobném principu jako parní stroj. Je však tepelně účinnější, protože přeměna vody v páru vyžaduje více energie než ohřátí vzduchu. Teplý vzduch může navíc vznikat víceméně jako odpad. Slunce a biomasa sice dávají prakticky věčné teplo skoro zadarmo a bez ekologické zátěže, kromě jiných nedostatků však mají i jeden velký problém: koncentrace energie je poměrně nízká. V praxi to znamená, že se sice dají při troše dobré vůle používat k vytápění a ohřevu užitkové vody, mnohem hůře však k pohonu strojů. Alespoň těch, které jsou dnes běžně rozšířené.

Stirlingův motor může tento problém vyřešit. Nebylo by to poprvé, kdy se v archivech patentových úřadů a odborných časopisů ukrýval nápad, který ve své době vypadal jako nesmysl, jemuž však nové poznatky, nové technologie a nové společensko-ekonomické podmínky daly křídla.

Účelně tak lze využívat teplo ze spaloven odpadů, z chlazení různých provozů a podobně, motor je ideální pro spalování bioplynu a obnovitelných paliv, například biomasy z rostlinné výroby nebo z tzv. energetických lesů. Pracovní náplň lze zahřívat rovněž pomocí slunce – v zahraničí vyzkoušeli několik řešení, kdy je teplo soustřeďováno na válec parabolickými zrcadly.

Teoreticky by pro elektrifikaci menší chaty stačil generátor poháněný Stirlingovým motorem, který využívá teplo jinak bez užitku utíkající do komína z jedněch malých kamen. Větší domy mají i větší zdroje pro vytápění, a tak by tento motor mohl jednou splnit sny ekologických aktivistů o decentralizované energetice bez krajiny spoutané dráty a bez diktátu energetických gigantů. Takové domovní elektrárny se dnes již vyrábějí, například norská firma SIGMA Elektroteknisk A.G. dodává domovní „osobní“ energetickou jednotku s elektrickým výkonem 3 kW. Podobné zařízení vyvinuli odborníci také ve Švýcarsku.

Stirlingův motor má zřejmě velkou budoucnost

Poprvé s tímto principem experimentovala firma Philips již před druhou světovou válkou. Avšak teprve po první energetické krizi v 70. letech 20. století začal vývoj rychle nabývat na obrátkách. Stirlingův motor se tak dočkal četných vylepšení. Dnes už většinou není náplní jeho válců vzduch, ale některý z lehkých plynů (vodík nebo helium), které díky nižší hustotě lépe proudí v rozvodech stroje. Účinnost je zvyšována také díky použití různého uspořádání několika válců, předáváním zbylého tepla z chladné části pomocí regenerátoru nebo zvýšením tlaku náplně, který dnes obvykle dosahuje 10 a více megapascalů. Změnami tlaku pracovního plynu je také možné regulovat výkon motoru.

V současnosti se jím zabývají stovky výzkumných ústavů a škol a několik desítek firem po celém světě. O zařízení tohoto typu se zajímá i americká kosmická agentura NASA, která předpokládá, že ve vesmíru by bylo možné s výhodou využít velkých tepelných rozdílů mezi osvětlenou a neosvětlenou stranou kosmických lodí a stanic.

kráceno podle článku Petra Starého, LN, 25. ledna 2003