1。4  斯特林发动机的背景和特点

太阳能热动力发电的利用方式很多，斯特林发动机是比较适合我们采用的一种。斯特林发动机是英国物理学家罗巴特·斯特林（Robert Stirling）[9]于1816年发明的，所以命名为“斯特林发动机”（Stirling engine）理论效率近似等于卡诺循环的发动机不常见,而斯特林发动机正好是其中的一种，此外,斯特林发动机也是一种排放特性非常好的外燃机。斯特林发动机又被称为热气机，因为它是通过气缸内工作介质（氢气或氦气）经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力的,更好的是它对能源的要求并不高，各种能源它都可以使用。斯特林发动机可以运行的条件是只要是该能源能够产生足够的热量，进而产生温度足够高的气体。利用这种斯特林循环的“斯特林热机”，具有很多特点，如采用外燃，或外热源供热等。使用氢气作为燃料的新型外燃机，在四个封闭的气缸内充有一定容积的燃料，气缸一侧是热腔，另一侧是冷腔。工质在低温冷腔中被压缩，然后流到高温热腔的时候被迅速加热，继而膨胀做功。在气缸外的在燃烧室内不停燃烧的燃料通过加热器将热量传递给工质，工质不需要直接进行点火燃烧，也不需要添加或者排废。密封在机器中的工质进行闭式循环，它在外燃机中主要通过外部的热源对其进行加热。斯特林发动机对外燃方法的要求很低，只要机器中工质的温度低于外部热源的温度便行，因此加热方式简便容易：传统的化学燃料也可以用，太阳能、生物质能，地热或者利用工业余热作为热源也是可以的。根据斯特林发动机的设计要求，可高可低温度的热源都能够使用，甚至其运转起来只需要几十度的温差即可。斯特林发动机在运转的过程中，预先加在机器内部的工质不断的吸热膨胀、冷却收缩，然后不断循环，通过这几个阶段实现连续的对外做功。从工程热力学的理论上，斯特林循环原理是斯特林发动机的原理和背景基础。理论上，发动机中的工质遵循斯特林循环，即等温压缩，等容吸热，等温膨胀，等容放热的过程是它的一个循环过程。理想状态下，其循环的效率等于同温限下的卡诺循环效率。但实际上，由于机器的不同结构，不同情况下的热量传递损失，机械损失，燃料泄露等不可抗拒因素，卡诺循环效率会大于斯特林发动机的实际热效率。国际上比较优秀的斯特林发动机的热效率大概是34%~44%。来.自^优+尔-论,文:网www.youerw.com +QQ752018766-

1。5  斯特林发动机历史发展及意义

斯特林引擎（Stirling engine），是一种外燃机，它的发明者是罗伯特·斯特林（英国牧师），1817年的夏天他发明了热气引擎；1843年罗伯特·斯特林与其弟弟詹姆士·斯特林改善了发明的斯特林发动机，使其功率提高到45匹马力，效率由7。5%提高到19%[10]

1．1851年七月份Jonn Eriscsion完成44。3KW的外燃式开式循环热气机的制作。[11]

2．1853年缸径4。25 m的超大型热气机被成功造出，总功率222 KW，效率13。5%，装在2001 T的明轮船上使用。

3．斯特林机被发明了后曾经非常流行，由于科技水平的限制，材料也被制约，就没有得到进一步发展。同时由于1883年4冲程汽油机的发明和1893年新型柴油机的出现，老式斯特林发动机渐渐退出了历史的舞台。1910年最后一台老式斯特林发动机离厂，标志着斯特林发动机一个时代的终结。

4．1937年菲里浦公司首先重新开始研究斯特林发动机。开展了大量关于斯特林发动机的研究和创新，并取得相当丰盛的成果。并于1958年首先与General Motors汽车公司签订专利协议，后又和瑞典联合斯特林公司、西德WAN/MWM签订协议，合作一起研究新型的斯特林发动机。[12]