Aktualny stan rozwoju systemów kogeneracyjnych z silnikami Stirlinga

Zaostrzające się regulacje prawne dotyczące emisji zanieczyszczeń do atmosfery determinują rozwój odnawialnych źródeł energii oraz wymuszają zmniejszanie zużycia, a tym samym oszczędzanie energii pierwotnej. Jednym z kierunków pozwalających na dostosowanie się do tych regulacji jest wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła w wysokosprawnej kogeneracji, z uwzględnieniem wykorzystania ekologicznych paliw. Z tego względu w ostatnich latach wzrasta wśród użytkowników zainteresowanie układami kogeneracyjnymi wykorzystującymi technologię opartą na silnikach Stirlinga.

układy kogeneracyjne z silnikami Stirlinga

Biorąc pod uwagę użytkownika oraz środowisko naturalne do najważniejszych zalet silników Stirlinga należą:

• bardzo duży wybór możliwych do zastosowania źródeł energii, zarówno konwencjonalnych, jak i alternatywnych,
• bardzo niska emisja szkodliwych dla środowiska substancji, wynikająca z możliwości zapewnienia pełnego spalania paliw lub wykorzystania ekologicznych źródeł energii,
• niski poziom hałasu i generowanych drgań,
• wysoka sprawność i wysoki stopień odzyskiwania ciepła, co wpływa na stosunkowo niskie zużycie paliwa.

W świetle zalet charakteryzujących silniki Stirlinga mogą one stać się bardzo konkurencyjne w odniesieniu do klasycznych silników spalinowych, mikroturbin czy ogniw paliwowych, które są stosowane w układach kogeneracyjnych.

Rynek układów kogeneracyjnych wykorzystujących technologię opartą na silnikach Stirlinga w ostatnim dziesięcioleciu podlegał dość dynamicznym zmianom, m.in. poprzez łączenie się i kooperację przedsiębiorstw związanych z tą branżą, co niewątpliwie przyczyniło się do dynamicznego rozwoju tej technologii. Wiele lat badań i rozwoju silników Stirlinga zaowocowało opracowaniem kilku rozwiązań konstrukcyjnych zastosowanych w zespołach prądotwórczych czy zespołach kogeneracyjnych, które są gotowe do wprowadzenia na rynek.

Wśród zespołów kogeneracyjnych z silnikami Stirlinga dostępnych na rynku lub gotowych do wprowadzenia na rynek można wyróżnić dwie grupy:

• zespoły małych mocy (micro- CHP) o zakresie mocy od 0,5 do 10 (15) kW, przeznaczone do wytwarzania ciepła i energii elektrycznej w prywatnych domkach i małych przedsiębiorstwach,
• zespoły średnich mocy (CHP) o zakresie mocy od 20 (25) do 75 (100) kW, przeznaczone do wytwarzania ciepła i energii elektrycznej w budynkach mieszkalnych, obiektach przemysłowych czy gospodarstwach rolnych.

W tabeli 1. zestawiono charakterystyczne dane dotyczące generowanych mocy i osiąganych sprawności współczesnych zespołów kogeneracyjnych z silnikami Stirlinga.