スターリングエンジンは、理想的にはカルノーサイクルを実現する熱機関である。熱エネルギーを運動エネルギーに変換する効率はカルノーサイクルを超える事は出来ないため、存在しうる熱機関の中で最も高い効率で熱エネルギーを運動エネルギーに変換する事ができる。また、逆に運動エネルギーを熱エネルギーに変換する事もできる。現実的にはカルノーサイクルを実現することはできないが、スターリングエンジンによる熱エネルギーからの変換効率はカルノーサイクルに最も近いといわれている。ただし理論上の効率を出すことが実際の装置では難しく、燃焼熱の多くはガス以外の部分に流れて浪費されてしまい、理論効率に近づけるためには複雑な構造が必要になる。
出力は高温部と低温部の温度差が大きいほど高くなり、内部に封入されているガスの比熱容量と質量によって出力の上限が制限されるため、体積あたりの出力が小さく十分な出力を得るためには装置が大型化するという欠点があり、装置が大型化するほど内部の気体を移動させるために必要なエネルギーが大きくなり損失が増大する。
体積を比較的気にしなくて良い発電所などの固定設備用途であっても熱効率の高さによる燃料費節約のメリットよりも設備費が大きくなるデメリットの方が大きく、総合的な費用対効果はディーゼルや蒸気タービンに劣るため実際に使用される場面は非常に限られている。また、出力応答性も悪いため自動車やバイクなどの乗り物に使用するのにも不向きで、潜水艦の補助動力など効率よりも粛音性能を要求されるような特殊な事例でしか乗り物での実績がない。このような事情から理論上の効率は最高でも、現実には実用性が低い機関となっている。
潜水艦などで用いられている物は内部の気体に高圧ヘリウムを用いている。ヘリウムは比熱容量が大きいため高圧にして密度を高めることで気体の体積あたりの出力を高め小型化に成功したが、ヘリウムはごくわずかな隙間からでも漏れるというリーク問題があり、製造には高度なシーリング技術が必要で、コストを引き上げる要因になっている。
って色々難しことは置いといて・・・
要は次世代エネルギーになるってことかな(笑)
寒い日がつづくとあったかいコーヒーが飲みたくなりますが、まさかその温度でスマホを充電しようと考えた人..........≪続きを読む≫