1. Cycle fermé :Contrairement à une machine à vapeur, un moteur Stirling fonctionne selon un cycle fermé, ce qui signifie que le fluide de travail (généralement un gaz tel que l'air ou l'hélium) est scellé à l'intérieur du moteur et subit une série de processus sans s'échapper.
2. Processus de chauffage et de refroidissement :Le moteur est constitué de deux cylindres :un cylindre chaud et un cylindre froid. Dans le cylindre chaud, le fluide de travail est chauffé par une source de chaleur externe, ce qui entraîne un déplacement et une expansion plus rapides des molécules de gaz. Dans le cylindre froid, le fluide de travail est refroidi, provoquant le ralentissement et la contraction des molécules de gaz.
3. Régénérateur :Entre les cylindres chaud et froid se trouve un composant appelé régénérateur, qui est un matériau poreux qui emmagasine la chaleur. Lorsque le fluide de travail passe du cylindre chaud au cylindre froid, il traverse le régénérateur, transférant une partie de sa chaleur au matériau. De même, lorsque le fluide de travail revient du cylindre froid vers le cylindre chaud, il absorbe la chaleur du régénérateur, réduisant ainsi la quantité de chaleur requise de la source de chaleur externe.
4. Expansion et compression :Les processus de chauffage et de refroidissement provoquent la dilatation et la contraction du fluide de travail, entraînant les pistons du moteur. Lorsque le fluide de travail se dilate dans le cylindre chaud, il pousse le piston vers l'extérieur, générant ainsi de la puissance. Lorsque le fluide de travail se contracte dans le cylindre froid, le piston se déplace vers l'intérieur, comprimant le gaz.
5. Production d'électricité :Le mouvement alternatif des pistons est converti en mouvement de rotation via un vilebrequin, qui peut être utilisé pour générer de l'énergie ou effectuer un travail mécanique.
Le moteur Stirling est un moteur thermodynamiquement efficace qui peut fonctionner avec diverses sources de chaleur, notamment l'énergie solaire, la biomasse ou la chaleur résiduelle des processus industriels. Cependant, en raison de sa conception complexe et de son coût relativement élevé par rapport aux autres moteurs à combustion interne, son utilisation commerciale est limitée. Il s’agit néanmoins d’un exemple unique et intéressant de technologie des moteurs thermiques.
