Rozdíl teplot mezi Zemí a vesmírem pohání Stirlingův motor
Inženýři využívají rozdíl teplot mezi Zemí a vesmírem k pohonu nízkoteplotního Stirlingova motoru, který pohání ventilátor.
Týmu inženýrů z Kalifornské univerzity v Davis (UC Davis) se podařilo využít rozdíl teplot mezi teplou Zemí a studeným vesmírem k výrobě mechanické energie pomocí nízkoteplotního Stirlingova motoru v noci. Ve zkušebním uspořádání vědci použili Stirlingův pohon k ventilaci skleníku. Je však možné zvážit i jiné aplikace.
Inženýři z UC Davis využívají více než 200 let starou technologii: Stirlingův motor, který vynalezl Robert Stirling a patentoval v roce 1816. Tepelný motor od Stirlinga má poměrně jednoduchou konstrukci a jeho fungování je jednoduché. V válci se zahřívá plyn. Válec je uzavřen pohyblivým pístem. Plyn se rozpíná a je převeden do druhého válce, který je rovněž uzavřen pohyblivým pístem, kde se ochlazuje a komprimuje. Plyn se pohybuje mezi oběma komorami, přičemž se mění teplota a tlak. Oba písty jsou spojeny přes rám s setrvačníkem, který poté vykonává kruhový pohyb, který lze využít jako pohon. Pro zlepšení účinnosti se na cestě od horkého k studenému válci často nachází regenerátor, který dodatečně vyzařuje přijaté teplo, jakmile plyn proudí od studeného k horkému válci.
Pohánění rozdílem teploty mezi Zemí a vesmírem
V praxi se u Stirlingova motoru dodává teplo uměle spalováním paliva zvenčí, aby se dosáhlo rozdílu teploty mezi horkým a studeným. Tým inženýrů z UC Davis však sleduje jiný přístup: využívají přirozený rozdíl teploty mezi Zemí ohřívanou sluncem a studeným vesmírem. Vyzařovaná zima je zachycena typem antény ve tvaru kovové desky a předávána Stirlingovu motoru.
Jeremy Munday, profesor elektrotechniky a informatických technologií, přibližuje tento proces takto: „Není nutné, aby fyzicky kontaktoval vesmír, může jednoduše interagovat s vesmírem prostřednictvím záření,“ říká Munday. „Je to jako stát venku v chladné jasné noci: hlava rychle vychladne, protože teplo vyzařuje.“
Ve stavbě výzkumníků sedí Stirlingův motor na desce, která absorbuje teplo ze Země. Podlaha slouží k ohřevu jedné strany Stirlingova motoru. Anténa naopak zachycuje zimu a předává ji na chladnou stranu motoru.
Podle inženýrů stačí k rozběhu motoru již malé rozdíly teplot: „Tyto motory jsou velmi efektivní, když existují jen malé rozdíly teplot, zatímco jiné typy motorů fungují lépe při větších rozdílech teplot a mohou generovat více energie,“ vysvětluje Munday.
Výsledky výzkumu, které byly zaznamenány ve studii „Mechanické generování energie pomocí ambientního záření Země“, ukázaly, že použitý Stirlingův motor může vyprodukovat minimálně 400 mW mechanického výkonu na čtvereční metr. Vědci použili pohon k pohonu ventilátoru ve skleníku. V dalším experimentálním uspořádání ho spojili s elektromotorem a vyrobili z něj elektrický proud.
UC Davis podala předběžný patent na tuto metodu.
