PDF《史特林引擎》

撰文摄影:周鉴恒 动内容却紧扣热学的核心课题.

另一个 原因是,它不仅有助於能源教育,更是 能源多元化政策的可行方案之一. 以太阳能为例,人们想到太阳能 \会联想到太阳能电池板,但以太阳 能做为热源,结合史特林引擎,将太 阳能转换成可用能源的效率更高,发 电量更大. 关键字:史特林引擎、净洁能源、太阳光聚焦碟 史 特林引擎之所以令人著迷,原 因之一是它做为科学教育活动 的主题,可难可易,可深可浅,妙趣横 生.其设计可以简单,也可以很复杂, 更可以自行创新,适合中学生参与,也 适合大学生加入;

参与者经历无限的想 像和创作空间,彷佛置身在制作真会转 动的小人国引擎的童话梦幻世界,而活 史特林引擎可以利用任何热源做为燃科.使用传统燃 料或者各种新开发的燃料,固然可以运转史特林引 擎,令人振奋的是,史特林引擎也可利用永续的净洁 能源.随著制作技术一日千里、能源短缺和环境污染 问题日趋严重,以及大量生产和社经条件的成熟,史 特林引擎未来发展无可限量. 史特林引擎

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6 年9月能源报导能源科技净洁能源的商业化 与25

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0 6 年9月能源报导能源科技太阳光聚焦碟发电技术 美国史特林能源系统公司经过20年 不断改良史特林引擎,并且与哥德级潜 舰集团、美国太空\困葛林实验室、美 国能源部及美国波音公司一起合作,发 展出成熟的史特林引擎――太阳光聚焦 碟发电技术.该项技术利用37英尺直径 的碟型反射镜,将阳光聚焦在史特林引 擎的受热器上.每组史特林引擎「太阳 光聚焦碟」还能改变方位角和仰角来追 踪太阳,以便尽可能聚焦最多的阳光. 史特林引擎的受热器内侧则加热其 中的氢气,使之膨胀.氢气膨胀的压力 可驱动活塞、变速装置和驱动轴等组 件,史特林引擎於是运转起来,但史特 林引擎中的氢气并不用火星塞点燃(此 地的氢气用作工作流体,并非燃料.用 氦气更佳,但成本太高);

而运转中的 史特林引擎可经由它的驱动轴转动1具 小型发电机.整个从热能转换成电能的 发电过程全都在1只约汽油桶大小的箱 子中进行,其间并不须要用到水,而且 引擎不会排放任何废气.这样一具史特 林引擎「太阳光聚焦碟」能发出25的 电力. 史特林引擎「太阳光聚焦碟」技术 的原型机组,已经成功藉著阳光运转超 过26,000小时.在位於新墨西哥州阿布 尔克基市(Albuquerque)的圣地亚 (Sandia)国家实验室中,有6组史特林 引擎「太阳光聚焦碟」发电机组正持粳 运转和测试.实验显示:太阳光聚焦碟 技术的发电效率,较其他太阳能发电技 术(包括:利用抛物面镜反射,聚焦阳 光,加热锅炉,产生蒸气,利用蒸汽推 动一般传统电厂常见之涡轮蒸汽机的发 电方式;

以及直接将太阳光变成电力的 半导体太阳能电池板)效率高约2倍, 显见太阳光聚焦碟技术保有将阳光转换 成可使用能源最高效率的世界记录. 跨时代的指标结合应用 事实上早在25年前,福特汽车公司 就已经开始该项研发计画.期间该项技 术数度易手,直到史特林引擎发展应用 至太阳能技术上.由於史特林引擎太阳 能发电机组的支架系统非常像汽车底 盘,因此极容易大量生产. 2005年8月8日,美国\统布希访 问史特林能源系统公司在圣地亚国家实 验室正在运转的6组原型机,并选定该 地做为签困能源法案的背景.翌日史特 林能源系统公司即与美国主要的再生能 源买主「南加州爱迪生公司」的子公司 「爱迪生国际公司」签定1份合约. 该合约预计在南加州洛杉矶北方70 英哩绦,完成1座占地4,500英亩的巨型 太阳能发电厂.此太阳能发电厂采用史 特林能源系统公司所生产的新型阳光聚 焦碟(史特林引擎) ,\发电容量达 500MW,足以供应近50万户人家所需 的电力.完工后的发电厂可望成为全球