Tani i płaski silnik opatentowany przez wynalazców z Olsztyna

źródło: PAP

Płaski silnik opracowany na bazie silnika Stirlinga opatentowali Krzysztof Nikoluk i Zygmunt Wolski z Olsztyna. Będzie on mógł osiągnąć moc około 1 MW a jego sprawność będzie dosyć wysoka. Wynalazcy wymyślili również urządzenie do wytwarzania energii z pary niskociśnieniowej. 

Nikoluk i Wolski opatentowali płaski silnik z gazowym medium roboczym, a także zbudowali urządzenie do wytwarzania energii elektrycznej z pary niskociśnieniowej. Wynalazki te mają służyć produkcji taniej energii i odzyskaniu ciepła odpadowego. "Realizacją pomysłów zainteresowana jest już elektrownia oraz kilka innych instytucji" - twierdzą wynalazcy. 

Urządzenie parowe przekształca nadciśnienie gazu na ciśnienie cieczy, która następnie może być użyta do napędzania turbin i wytwarzania energii elektrycznej. Wykorzystywane ciśnienie jest przy tym dużo mniejsze niż w innych tego typu systemach.

Oryginalny silnik Stirlinga powstał blisko 200 lat temu i - zdaniem wynalazców z Olsztyna - byłby najlepszym źródłem mocy, gdyby nie jego cena. Ciśnienie wewnątrz niego wymaga bowiem użycia grubych materiałów i stwarza ogromne problemy z uszczelnieniem. Nowy polski silnik Wolskiego-Nikoluka (W-N) także wykorzystuje energię wytworzoną przez różnicę temperatur, jednak - jak podkreślają twórcy - panują tu dużo niższe temperatury, a przez to także niższe ciśnienie. W obu silnikach nie zachodzi spalanie, bo ciepło dostarczane jest z zewnątrz. Dzięki szczególnej budowie, w urządzeniu będą mniejsze opory, co pozwoli na uzyskanie większej sprawności. Do tego nowy silnik jest, według autorów patentu, sam w sobie niewiarygodnie tani oraz bezpieczny.

"Pomysł na niego powstał w kotłowni, w której pracowałem z Zygmuntem Wolskim - opowiada Nikoluk. - Kotły parowe osiągają tam temperaturę ponad 250 stopni i ciepło to się marnuje. Szkoda. Dlatego zaczęliśmy myśleć, w jaki sposób można wykorzystać tę energię. Nad budową silnika pracowaliśmy 3 lata i obliczaliśmy, jakie rozwiązanie będzie najskuteczniejsze. W końcu udało nam się wymyślić dwa urządzenia i uzyskać na nie patent."

Sprawność silnika W-N (a więc ilość wydzielonej przez niego energii użytecznej) w najkorzystniejszych warunkach może, zdaniem Krzysztofa Nikoluka, wynosić nawet 35 procent. Połączenie go z drugim wynalazkiem, nazwanym "Systemem ANNA", pozwoli podnieść ją do około 50 procent. "Sprawność innych silników Stirlinga - mówi Nikoluk - wynosi około 30 procent, silniki spalinowe mają sprawność 22-24 procent, silniki gazowe - 18 procent, a parowe - zaledwie 7-10 procent."

Prof. Stefan Żmudzki, autor książki "Silniki Stirlinga" komentuje: "Prognozowane osiągi tego silnika są mocno przesadzone. A mianowicie: przy założonych małych różnicach temperatur źródeł ciepła (100-150 stopni C), silniki te mogą dysponować małą sprawnością - nigdy 35 procent. Ponadto, parametry sprawnościowe współczesnych silników cieplnych są dużo wyższe od podanych. Np. sprawność całkowita silników spalinowych o zapłonie samoczynnym dochodzi do 54 procent."

"Silnik może być napędzany różnym źródłem ciepła, obojętne, czy będzie ono pochodzić od pary wodnej, węgla czy gazu" - wylicza Krzysztof Nikoluk. "A ochładzanie silnika ma być równie proste. W naszym założeniu silnik miał być tani, łatwy do zrobienia i miał trafić pod strzechy" - zaznacza. Nie oznacza to jednak, że silniki będą stosowane w domach. Wynalazcy chcą, żeby wytwarzały one moc 1 megawata (co wystarczyłoby do dostarczenia energii do kilkuset mieszkań) i były stosowane w elektrowniach.

Silnik Wolskiego-Nikoluka ma działać pomimo niedużych różnic temperatur. Wystarczy nawet różnica 80-100 stopni, żeby urządzenie mogło prawidłowo funkcjonować. Chociaż wynalazcy zakładają, że w ich przypadku różnica temperatur będzie wynosiła zwykle 150 stopni.

"Nasz silnik jest płaski i panuje w nim mniejsze ciśnienie. Dzięki temu będzie go można instalować np. na powierzchniach kotłów, w kanałach wyprowadzających spaliny czy w źródłach geotermalnych. W ten sposób będzie można odzyskiwać traconą energię" - twierdzą wynalazcy.

"Na razie testowano tylko działanie małych prototypów, ale i budowa dużego urządzenia nie będzie skomplikowana. Wystarczy, że dostaniemy na to fundusze w wysokości 10 tysięcy zł, a budowa urządzenia zajmie dwa tygodnie"- uważa Krzysztof Nikoluk.

Prof. Żmudzki nie jest tak optymistyczny: "Za podaną kwotę 10 tysięcy zł można zbudować solidniejszy model a nie jego praktyczną wersję."

Wynalazcy opowiadają, że już wiele osób i instytucji wyraziło zainteresowanie ich patentem i trwają rozmowy na temat wprowadzenia rozwiązania na rynek.

PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala