Двигатель Стирлинга: энергия Земли и космоса ночью

Инженеры Калифорнийского университета в Дейвисе разработали уникальное устройство, способное преобразовывать тепловую энергию Земли в механическую мощность, используя разницу температур с глубоким космосом. Эта инновационная разработка открывает новые перспективы для получения энергии, особенно в ночное время.

В основе изобретения лежит двигатель Стирлинга – машина, известная своей способностью работать даже при незначительных перепадах температур. В отличие от традиционных двигателей, требующих существенного нагрева, двигатель Стирлинга может использовать, например, разницу между температурой чашки кофе и окружающей среды.

«Эти двигатели обладают высокой эффективностью при малых температурных градиентах, тогда как другие типы двигателей лучше работают при больших перепадах и могут производить больше энергии», – поясняет профессор Джереми Маундай. Обычно двигатель Стирлинга требует прямого контакта с источником тепла с одной стороны и с охлаждающей средой с другой.

Профессор Маундай и аспирант Тристан Деппе задались целью найти способ охладить одну из сторон двигателя, не прибегая к сжиганию топлива. Они предложили использовать излучательное охлаждение, направив тепло в космическое пространство. Это явление аналогично тому, как в холодную ясную ночь мы ощущаем холод, когда наше тело излучает тепло в атмосферу.

Экспериментальная установка состоит из двигателя Стирлинга, соединенного с панелью, действующей как теплоизлучающая антенна. Расположенная на открытом воздухе ночью, эта панель излучает тепло в космос, в то время как земля под ней выступает в роли теплого источника. Таким образом, создается необходимый для работы двигателя температурный градиент.

Результаты годичных ночных экспериментов показали, что устройство способно генерировать не менее 400 милливатт механической мощности на квадратный метр. Исследователи успешно использовали эту энергию для приведения в движение вентилятора, а также для выработки электрического тока при помощи небольшого электродвигателя.

Проведенные испытания подтверждают возможность получения полезного количества энергии от ночного неба. Наибольший потенциал данная технология демонстрирует в регионах с низкой влажностью и ясным ночным небом. Это открывает возможности для применения изобретения, например, в системах вентиляции теплиц или жилых зданий в ночное время.

Калифорнийский университет в Дейвисе подал предварительную заявку на патент, связанный с данной разработкой.