PL220052B1 - Układ do pozyskania energii elektrycznej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ do pozyskania energii elektrycznej, który może być zastosowany w pojazdach i maszynach z silnikami chłodzonymi cieczą - posiadającymi chłodnicę.

Znane są układy wytwarzania energii elektrycznej z wykorzystaniem silnika Stirlinga do napędu generatora prądu (prądnicy). Układy te mogą wytwarzać energię elektryczną z ciepła dostarczonego do silnika Stirlinga ze spalania paliw różnego pochodzenia. W układach tych w silniku Stirlinga energia cieplna zamieniana jest na energię mechaniczną, którą napędzana jest prądnica. Ciepło potrzebne do zasilania silnika Stirlinga pobierane może być ze spalania paliw stałych, ciekłych i gazowych. Znane są układy, w których wykorzystuje się energię słoneczną jako źródło ciepła dla silnika Stirlinga.

Znany jest patent USA nr 7 181 912, w którym silnik stanowi źródło napędu dla pojazdu, a jego ciepło odpadowe jest źródłem energii dla silnika Stirlinga napędzającego generator prądu. Ciepło pozyskiwane jest z gazów spalinowych. Gazy spalinowe silnika spalinowego stanowią źródło wysokiej temperatury dla silnika Stirlinga. Energia wytworzona z generatora prądu wykorzystywana jest do zasilania odbiorników energii elektrycznej.

Ciepło uzyskiwane ze spalania paliwa w silniku spalinowym zaledwie w 25-40% ulega zamianie na pracę mechaniczną. Reszta ciepła w ilości 60-75% uchodzi z gazami spalinowymi, bądź jest odprowadzana przez czynnik chłodzący. Ilość ciepła odprowadzana do czynnika chłodzącego, tzw. strata chłodzenia wynosi ok. 30% i jest to ciepło emitowane do atmosfery i bezpowrotnie tracone. Ciepło to stanowi potencjalną energię, która może zostać przekształcona w energię elektryczną przez zastosowanie prądnicy napędzanej bezpośrednio silnikiem Stirlinga wykorzystującym to ciepło. Pozyskana energia elektryczna może być gromadzona w akumulatorach lub bezpośrednio wykorzystana do napędu urządzeń elektrycznych.

Według wynalazku układ do pozyskiwania energii elektrycznej wyposażony w silnik spalinowy, chłodnicę, silnik Stirlinga, prądnicę i akumulator charakteryzuje się tym, że silnik Stirlinga dodatkowo połączony jest z chłodnicą o niskiej temperaturze.

W wynalazku wykorzystuje się ciepło odpadowe z chłodnicy silnika do generowania dodatkowej energii elektrycznej w pojeździe. W pojeździe ciepło to emitowane jest do atmosfery i stanowi ciepło odpadowe. Układ generuje energię elektryczną z energii traconej wynikającej z zasady działania silnika spalinowego.

Zaletami układu jest:

- wytworzenie energii elektrycznej z ciepła odpadowego emitowanego z chłodnicy silnika spalinowego pojazdu do atmosfery,

- obniżenie strat chłodzenia silnika w pojeździe - wykorzystanie traconego ciepła odprowadzonego do czynnika chłodzącego,

- pozyskanie dodatkowej energii elektrycznej w pojeździe przy niezmiennym zużyciu paliwa,

- obniżenie mocy elektrycznej generowanej przez prądnicę montowaną standardowo do zasilania odbiorników w pojeździe

- zmniejszenie energii mechanicznej pobieranej z silnika potrzebnej do napędu prądnicy w pojeździe,

- wykorzystanie nagromadzonej w silniku energii cieplnej na wytworzenie energii elektrycznej po zatrzymaniu jego pracy,

- wytwarzanie energii elektrycznej po ustaniu pracy silnika spalinowego,

- podniesienie sprawności ogólnej silnika spalinowego w pojeździe,

- obniżenie zużycia paliwa przez pojazd lub maszynę,

- obniżenie strat ciepła w silniku spalinowym,

- podniesienie sprawności ogólnej silnika.

Układ może być montowany fabrycznie w nowych, jak również już eksploatowanych pojazdach i maszynach przez zamontowanie przedstawionego układu jako dodatkowego na istniejącym obiekcie.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku w schemacie ogólnym.

Układ składa się z dwóch źródeł zapewniających różnicę temperatur, chłodnicy 1 o niskiej temperaturze, która jest źródłem zimna i chłodnicy 2 o wysokiej temperaturze odbierającej ciepło z silnika spalinowego 3, która jest źródłem ciepła dla silnika Sterlinga 4, który jest połączony z generatorem prądu (alternator lub prądnica) 5. Generator prądu 5 połączony jest poprzez regulator napięcia 6

PL 220 052 B1 z akumulatorem i odbiornikami 7. Układ regulacji napięcia 6 zapewnia odpowiednie parametry dla wytworzonej energii elektrycznej dostarczanej do odbiorników energii i/lub akumulatora 7.

Silnik Sterlinga 4 pracuje w układzie stałego połączenia ze źródłem ciepła, które stanowi chłodnica 2 silnika 3 pojazdu. Ciepło z obiegu odprowadzane jest do źródła o niskiej temperaturze, którą stanowi chłodnica 1, która jest dodatkowo montowana w pojeździe. Temperatura źródła o niskiej temperaturze chłodnica 1 posiada temperaturę otoczenia. Sprawność obiegu zależy od różnicy temperatury między źródłami wysokim 2 i niskim 1. Silnik Stirlinga 4 wykorzystuje ciepło z chłodnicy 2 silnika 3 pojazdu i wytwarza energię mechaniczną którą napędzany jest generator prądu 5. Wytworzona energia elektryczna o odpowiednim napięciu utrzymywanym przez układ regulacji napięcia 6 zasila odbiorniki energii elektrycznej i/lub akumulator 7 pojazdu. Chłodnica 1 stanowiąca źródło niskiej temperatury jest umieszczona w sposób zapewniający izolacje cieplną od silnika 3 i utrzymuje temperaturę otoczenia jako źródło zimna.

Claims (1)

1. Układ do pozyskiwania energii elektrycznej wyposażony w silnik, chłodnicę, silnik Sterlinga, prądnicę i akumulator, znamienny tym, że silnik Sterlinga (4) dodatkowo połączony jest z chłodnicą (1) o niskiej temperaturze.