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Projekt Stirlingmotor ST-05-G
500 Watt
mit integriertem
Synchrongenerator
Kurzfassung:
Der 500 Watt Stirlingmotor ST-05-G
ist aus der
Überlegung entstanden, dass ein energiebewusster 4
Personenhaushalt mit
6-7 kWh Stromverbrauch am Tag auskommt. Im Dauerbetrieb kann ein
Stirling-BHKW, mit einem ST-05-G angetrieben und mit Holzpellets
befeuert, ca.
10 kWh Strom/Tag erzeugen.
Die dabei anfallende Abwärme im Kühlwasser und von der
Feuerung von ca.
60 kWh thermisch kann in einem Einfamilienhaus zur Warmwasserbereitung
dienen und die Heizung bilden.
Der Motor ist so konzipiert, dass er mit handelsüblichen
Wertstoffen und normalen Werkzeugmaschinen gebaut werden kann. 114
Bausätze und Abschlussteile wurden bisher verkauft. Detaillierte
Schnittzeichnungen und Erfahrungsberichte liegen vor liegen vor.
Aus Altersgründen ist der Urheber gezwungen das Projekt
ST-05-G abzugeben. (Urheberrechte,
Zeichnungen, Dokumentationen, Gussmodelle, etc.)
Beschreibung:
Das Entwicklungsprojekt des Stirlingmotor ST-05-G (-Generator)
Der Stirlingmotor mit einer Leistung von 500 Watt mech. /450 Watt el.,
ist geeignet zum Betrieb mit allen Energieträgern. Er
ermöglicht die CO2 neutrale Erzeugung von Strom und Heizwärme
aus nachwachsender Biomasse wie Stückholz und Holzpellets in
Kraft-Wärme-Kopplung ohne den Umweg über die Holzvergasung
oder Dampferzeugung.
Durch die Bereitstellung von Fertigungszeichnungen und
Rohguss-Teilesets für die Fertigung dieses Stirlingmotors eine
nach alten Seiten offene Entwicklungsplattform für Forschung,
Ausbildung und interessierte Fachleute.
Das Projekt ST-05-G ist aus der Tatsache entstanden, dass viel
über den Stirlingmotor geredet wurde, aber die Industrie,
ausgenommen die Rüstung, am Stirlingmotor kein ernsthaftes
Interesse zeigte.
Die Firma Solo bildet dabei eine lobenswerte Ausnahme.
Das Solo STM BHKW ist für Mehrfamilienhäuser oder
Gewerbeobjekte ausgelegt, die Thermische Leistung beträgt 8 - 24
kW, die elektrische 2 - 9 kW.
Die Auslegung von 500 Watt für den ST 05 G ist aus der
Überlegung entstanden, dass ein energiebewusster 4
Personenhaushalt mit 6 - 7 kWh Stromverbrauch am Tag auskommt. Im
Dauerbetrieb kann ein STM BHKW, mit einem ST 05 G angetrieben und mit
Holzpellets befeuert, ca. 10 kWh Strom/Tag erzeugen.
Die dabei anfallende Abwärme im Kühlwasser und von der
Feuerung von ca. 60 kWh thermisch kann in einem Einfamilienhaus zur
Warmwasserbereitung dienen und die Heizung bilden.
Die Entwicklung des Stirlingmotors ST-05-G erfolgte in Eigeninitiative
mit dem Bau eines Prototypen, der auf einer Internationalen
Stirlingkonferenz vorgestellt wurde. Daran anschließend wurde ein
Fertigungszeichnungssatz und ein Set Aluminiumsandgussteile
(anfänglich 8 Teile, auf 13 Teile erweitert), erstellt. Das
erarbeite Know-How wird mit den Ringinformationen, die mit den
Rohgussteilen mitgeliefert werden, weitergegeben.
Mit dieser Entwicklung wurde eine für Forschung, Ausbildung und
interessierte Fachleute allseitig offene Entwicklungsplattform
geschaffen. Neben dem Bau des ST-05-G von Studenten an
Universitäten, an Fachhochschulen, in Lehrwerkstätten, in
berufsbildendenden Einrichtungen und bei privaten Interessenten, wird
das angebotene Material in der Startphase von öffentlich
geförderten Projekten zum schnellen Nachweis der
Durchführbarkeit eingesetzt.
Einzelne Guss teile aus dem Gussteileset ermöglichen die
beschleunigte Entwicklung von Stirlingmotoren mit anderer Konfiguration
und Leistung als der ST-05-G. Auch Kühlmaschinen nach dem
Stirlingprozess wurden bereits mit den angebotenen Rohteilen realisiert.
Beim Einsatz von Hochtemperaturwerkstoffen (diese sind teurer und
schwieriger zu beschaffen) statt der Standartwerkstoffe, die in den
Fertigungszeichnungsunterlagen für den ST-05-G angegeben sind, und
durch Änderung der Abmessungen einiger Teile, konnte die Leistung
auf 1,6 kW durch die dann mögliche höhere Arbeitstemperatur
gesteigert werden.
Es sind bisher 114 Gussteilsätze ausgeliefert. Davon sind
schätzungsweise 80 Motoren gebaut worden. Soweit es mir bekannt
ist, wurde an einem Motor eine Betriebszeit von ca.1000 Stunden
erreicht.
Die Fertigungszeichnungen und Bauanweisungen sind sehr ausführlich
und umfangreich. Es werden praktisch keine darüber hinaus gehenden
Fragen zum Bau des Motors an mich gestellt. Für Privatleute ist
manchmal die Beschaffung von Materialien und weniger
gebräuchlichen Normteilen Anlass, die zu Fragen führt. Eine
Werkstatt, die auch die Bearbeitung der Gussteile ausführen kann,
leistet Hilfe.
Es wurden schon mehrere Diplomarbeiten im Zusammenhang mit dem ST-05-G
geschrieben. Unter anderem auch eine Befragung der Gussteilbezieher zum
Baufortschritt, den Problemen und dem geplanten Einsatz des fertigen
Stirlingmotors.
Es wird von mir keinerlei Werbung betrieben. Das Projekt ist nur
über meine Homepage www.geocities.com/viebachstirling
präsent. Die Auslieferung von weiteren Gussteilen ist bis
zur Übernahme des Projektes durch einen Nachfolger gestoppt. Das
Projekt muss aus Altersgründen abgeben werden.
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Das vorhandene Material:
Die Dokumentation liegt als Zeichnungen auf Papier und als Dateien im
Format *.FCD vor. Die Ausgabe als *.DXF Dateien zur Übernahme. In
andere CAD Programme ist gegeben.
Das erarbeitete Know-How ist in den 8 erschienenen Ringinformationen
dokumentiert. Eine Dokumentation über den Prototyp als
Schweißkonstruktion und der Vorgeschichte des ST-05-G mit einer
Übersicht zur Geschichte des Stirlingmotors sind als *.PDF und
CarelDraw Dateien zusammen mit den Ringinformationen auf einer CD-ROM
vorhanden.
Auf der CD ist auch ein 12 Minuten Videoclip in dem der ST-05-G sowie
ein aus den Gussteilen gebauter Beta-Typ und ein Alpha-Typ im Betrieb
zu sehen und hören sind. Die CD läuft auf einem PC
(Windows-Mediaplayer) und auf fast jedem DVD-Player.
Die 13 Gussteilmodelle, zur Anfertigung der Gussteile durch eine
Gießerei, sind auf 6 Formplatten montiert. Passend für den
Formautomaten Typ HSP3 der Firma HWS. Zu den Gussmodellen gehören
9 separate Kernkästen. Die Gussteile werden in 25 Stück
Serien von einer Gießerei in meiner Nähe auf Bestellung
angefertigt.
Die Gussteile wurden von einer unabhängigen Firma einer
Berstprüfung unterzogen. Der Berstdruck beträgt 70 bar. Der
Betriebsdruck ist 10 bar.
Für das Generatordruckgehäuse stehen zwei weitere Gussteile
zur Verfügung. Dieses Modell ist auf eine weitere Formplatte
montiert.
Die Druckfestigkeit des Generatordruckgehäuses wurde mit einer
Finite Elemente Software berechnet. Eine Druckprüfung bis zum
Berstdruck wurde noch nicht durchgeführt.
Für den Edelstahlfeinguss-Erhitzerkopf, ein weiteres Gussteil,
existiert eine Spritzform mit einer druckluftbetriebenen
Wachseinspritzeinrichtung zur Herstellung der Wachsmodelle für den
Wachsausschmelzfeinguss.
Dieses Teil wurde wegen der zu hohen Kosten bei der Fertigung in
kleinen Stückzahlen (5-10) bisher von mir nicht angeboten. Es sind
5 Motoren mit diesem gegossenem Erhitzerkopf bestückt.
Erforderliche Maschinen:
Zur Fertigung des Motors ist eine Drehmaschine mit einer Spitzenweite
von etwa 1000mm und einem Drehfutterdurchmesser von 200 mm, 3 Backen
und 4 Backen erforderlich.
Eine Universalfräsmaschine mit Verfahrwegen von 400 mm in allen 3
Achsen wird gebraucht.
Die Edelstahlteile müssen mit einem WIG-Schweißgerät
verbunden werden. Der benötigte Schweißstrom beträgt
maximal 120 A.
Diverse Hilfsvorrichtungen können mit übergeben werden.
Der Stirlingmotor ST-05-G ist inzwischen durch meine Präsenz auf
Stirlingkongressen und Stirlingforen sowie meine Publikationen und die
Vorstellung im Internet weltweit bekannt.
Von mir wurden bisher 114 Satz Gussteile ausgeliefert (die
Kurbelgehäuse sind fortlaufend nummeriert, siehe Referenzliste im
Internet). Davon hatte Herr Uwe Moch in Hannover allein ca. 15 Motoren
zum Teil im Auftrag und auch in eigener Regie gebaut und vertrieben. Er
hat die Gussteile dafür entweder von seinen Auftraggebern erhalten
(die sie bei mir gekauft haben) oder hat sie bei mir erworben.
Inzwischen hat Herr Moch seine Werkstatt und selbständige
Tätigkeit wieder aufgegeben.
Von mir wurden keine fertigen Motoren aus
Gewährleistungsgründen verkauft.
Das Projekt befindet sich im Prototypenstadium. Für eine
Serienfertigung muss weitere Entwicklungsarbeit investiert werden.
3 Ordner mit Anfragen von Interessenten zum Stirlingmotor zur Kraft
-Wärme -Kopplung im Bereich Einfamilienhaus sind vorhanden. Alle
Anfragen wurden von mir beantwortet, zum Teil telefonisch. Die Anfragen
sind nach Eingangsdatum abgelegt, nicht weiter aufgearbeitet.
Das Projekt kann als Gesamtpaket übernommen werden.
(Urheberrechte, Zeichnungen, Dokumentationen, Gussmodelle, etc.)
Der Preis ist Verhandlungssache.
Anfragen an:
Entwicklungsbüro
Dieter Viebach, Spielhahnstr 17, D-83059 Kolbermoor
Fax: +49- (0)8031
97727
Anfragen bitte nur in Deutsch
-inquiries only in german please-
www.geocities.com/viebachstirling
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