STIRLING MOTORLARINDA GÜNEŞ ENERJİSİ UYGULAMALARI
Stirling motorlarında, çalışma gazının ısıtılması için kullanılacak enerji kaynağının türü çok çeşitli olabilir. Çalışma gazının sıcaklığını sıcak kaynak sıcaklığına yükseltmek için herhangi bir yakıt yada enerji türü kullanılabilir. Örneğin odun, kömür gibi katı yakacaklar kul
lanılabileceği gibi petrol ürünleri veya diğer sıvı yakıtlar ve gaz yakıtlar (L.P.G., Doğal gaz) çalışma gazının ısıtılmasında kullanılabilir. Stirling motorlarında kullanılması planlanan ve kollektör sisteminin kurulması dışında enerji maliyeti için hiç bir masraf gerektirmeyen diğer bir enerji türü de güneş enerjisidir. Güneşten gelen direk güneş ışınları bir toplayıcı ile Stirling motorunun ısıtıcısına odaklanarak ısıtıcıdan geçen çalışma gazının ısıtılması sağlanır. William Beale tarafından serbest pistonlu Stirling motorunun yapılması ile özellikle güneş enerjisi uygulamalarında önemli gelişmeler kaydedilmiştir. Güneş enerjisi kollektör tarafından toplanarak Stirling motoru ısıtıcısına verilir. Burada ısı enerjisi doğrudan Stirling motoru ısıtıtıcısına aktarılabileceği gibi güneş ışınları bir kaynama hücresine odaklanarak buradaki bir sıvı metal ile (genellikle potasyum yada sodyum) ısı enerjisi ısıtıcı borularına aktarılabilir.
Şekil 2. Prototip Stirling motoru ve güneş kollektörü
Stirling programı çerçevesinde Stirling motoru için tasarlanan ve yapılan tam parabolik kollektör düzlem parça aynalardan oluşmuş ve güneş enerjisini çizgisel olarak ısıtıcı üzerine odaklamaktadır. Kollektörün gövdesi fiberden yapılmış olup, gövdeyi kuvvetlendirmek amacıyla i
çerisine demir çubuktan yapılmış kafes yerleştirilmiştir. Yapılan araştırmada bu çaplı bir ayna yapma imkanı bulunmadığından güneş ışınlarının toplanması için düzlem parça aynalar kullanılmıştır. Şekil 2’de görüldüğü gibi dört kademeli bir küreden oluşmaktadır. Bu küre alt kısmından kesilmiş ve motorun ısıtıcısı buradan kollektörün içerisine yerleştirilmiştir. Kollektörün çapı 1.6 metre olup toplam alıcı yüzeyi 2 m2 civarındadır. Yaz aylarında güneşin etkili olduğu saatlerde birm alana düşen güneş enerjisi miktarı 750 Watt/m2 civarında olup, ayna verimi de %95 olarak belirlenmiş ve kollektörün topladığı enerji mikrarıda 1,4 kW civarıdadır. Güneş ışınlarının Stirling motoru ısıtıcısına odaklanmasından kısa bir süre sonra ısıtıcı yüzey sıcaklığı 750 °C civarına ulaşmaktadır.
