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Umschlagtext
Dieses Franzis-Lernpaket enthält ein voll funktionsfähiges Stirlingmotor-Modell, einen elektrischen Generator, ein Experimentiersteckbrett und viele weitere Elektronikbauteile. Damit können Sie Funktionsweise und Einsatzmöglichkeiten des Stirlingmotors praktisch erfahren und erforschen.
Entdecken Sie mit diesem Lernpaket ein faszinierendes technisches Prinzip: Im Gegensatz zu Explosionsmotoren arbeitet der Stirlingmotor ohne innere Verbrennung. So können die unterschiedlichsten Wärmequellen genutzt werden, um den Motor anzutreiben - insbesondere auch regenerative Energien. Zukunftstechnologie heute erforschen Stirlingmotor auspacken, und los geht's: Das Modell ist komplett vormontiert und kann nach dem Zusammenbau des Brenners sofort in Betrieb genommen werden. Dazu brauchen Sie nichts weiter als handelsüblichen Brennspiritus. Ein leicht verständliches Handbuch Das beiliegende Handbuch führt Sie ohne viel theoretischen Ballast vom einfachen Bauteil zum fertigen Projekt. Der Spaß liegt im Machen! Die physikalischen Grundlagen und die unterschiedlichen Typen der Stirlingtechnik werden genau erklärt - neben den üblichen Modellen auch futuristische Typen wie der Ringbom-Typ und der thermoakustische Stirlingmotor. Projekte, die wirklich funktionieren Das gesamte Lernpaket ist von hoher Qualität und Praxistauglichkeit. Die Experimente wurden tausendfach durchgespielt. Sie können also sicher sein, dass auch bei Ihnen zu Hause alles klappt. Hand drauf: Dieses Franzis-Lernpaket hält, was es verspricht. Projekte aus dem Lernpaket Experimente mit dem Stirlingmotor 1. Leistungsmessung Stirlingmotor Fangen Sie mit dem Entdecken an: Welche elektrische Leistung bringt der Stirlingmotor? Wie viel elektrische Leistung kommt vom Stirlingmotor bzw. vom angetriebenen Generator? Was passiert, wenn der Stirlingmotor oder der Generator zu stark belastet werden? 2. Notstromversorgung Kein Blackout mehr: Wenn die öffentliche Stromversorgung ausfällt, können Sie immer noch elektrisches Licht mit dem Stirlingmotor erzeugen. Dieses Experiment zeigt auch die Energieumwandlung vom Bioalkohol bis zum elektrischen Strom und zur Beleuchtung. 3. Energiespeicherung Energie auf Vorrat: Das Speichern des mit dem Stirlingkonzept gewonnenen Stroms ist ein weiterer Schritt in die Unabhängigkeit - vor allem, wenn der Stirling-Motor mit regenerativen Energien (z. B. Solarenergie) angetrieben wird. 4. Transistor-Ladeanzeige Sehen Sie Strom beim Wandern zu: Wenn ein Speicher geladenwird, fließt Energie vom Stirlingmotor/Generator in den Energiespeicher. Schon geringste Ladeströmewerden durch eine einfache elektronische Zusatzschaltung mit einer roten LED angezeigt. 5. Ladezustandsanzeige Schneller Check auf einen Blick: Ist der Speicher leer, halbvoll oder voll geladen? Diese Anzeige ist so wichtig wie die Tankanzeige im Auto, denn nur ein voll geladener Speicher gibt Energiesicherheit. 6. Output der gespeicherten Energie Zapfen Sie die Kraftquelle an: Lässt sich mit der gespeicherten Energie ein Motor antreiben, und wie sieht es mit reversiblen Prozessen aus? Die elektrische Maschine kann als Generator und als Motor arbeiten. 7. Taschenlampe Licht ins Dunkel: Die mit dem Stirlingmotor regenerativ umgewandelte Energie wird zum Betrieb einer Taschenlampe verwendet. Probieren Sie aus, wie lange die Taschenlampe mit einem kleinen Kondensatorspeicher leuchtet. 8. LED-Flashlight Da blitzen Ideen auf: Neben zukunftsweisenden Anwendungen lassen sich auch interessante elektrische Lichteffekte - wie zum Beispiel blitzende LEDs - mittels Stirlingmotor, einfacher Elektronik und LEDs realisieren. Diese Projekte führen Sie durch: CO2- neutraler Antrieb Elektrische Maschine und Generator Drehrichtungsanzeige Leistungsmessung Stirlingmotor Helles Licht mit LEDs Energiespeicherung Entladeschutz Ladestromanzeige Transistorladeanzeige Ladezustandsanzeige Output der gespeicherten Energie Taschenlampe LED-Flashlight Wartung und Reparatur Messvorgänge und vieles mehr Zusätzlich erforderlich zum Betrieb des Stirlingmotors: Brennspiritus Empfohlen: Multimeter Rezension
Packt man den Stirlingmotor das erste Mal aus, fühlt man sich unweigerlich an die aus Kindertagen bekannte Dampfmaschine erinnert. Und wie die Dampfmaschine ist der Stirlingmotor eine der ersten Wärmekraftmaschinen. Bei ihm wird aber die Wärme nicht wie bei Ottomotoren im Inneren des Motors erzeugt, sondern von aussen an den Motor herangeführt. Das erleichtert den Aufbau und minimiert den Verschleiss. Auch können manche Varianten des Stirlingmotors- im Gegensatz z.B. zur Dampfmaschine - mit relativ geringen Temperaturdifferenzen arbeiten, was für viele Anwendungen im Bereich der regenerativen Energien interessant ist. Gründe genug, dieses Motorkonzept mit diesem Experimentierkasten zu erforschen. Ein voll funktionsfähiger Stirlingmotor (Für Fachleute: Sogar mit einem Regenerator zur Verbesserung des Wirkungsgrads) wird mitgeliefert. Man kann dann sowohl direkt am Motor experimentieren und so dessen Funktionsweise verstehen lernen, oder sich mit der, vom Stirlingmotor und Generator erzeugten elektrischen Energie beschäftigen. Dabei unterstützt das beiliegende Handbuch durch gut verständliche, anschauliche Texte und Bilder. Und wer genug vom Experimentieren hat, wird sich freuen, wenn in der Wohnzimmervitrine noch Platz für das formschöne Modell ist.
VPfueller, lehrerbibliothek.de Verlagsinfo
entspricht Umschlagtext Inhaltsverzeichnis
1 Der Stirlingmotor und seine Bedeutung 11
1.1 Die Wirkungsweise und das Grundprinzip 11 1.2 Grundbegriffe zur Stirlingtechnologie 12 1.2.1 Praktische Eigenschaften des Stirlingmotors 13 1.3 Systemvarianten 16 2 Modell des Lernpakets, Komponenten und Grundexperimente 17 2.1 Komponenten des Modellmotors 17 2.2 Verdrängerzylinder und Kolben 18 2.2.1 Erstes Experiment zur Wirkungsweise des Verdrängerkolbens 19 2.3 Der Regenerator bringt besseren Wirkungsgrad 21 2.4 Dichthülsen und Gleitlager 22 2.5 Die Kurbelwelle 23 2.6 Pleuel 24 2.7 Arbeitskolben und -zylinder ~ 24 2.8 Das Schwungrad zum Energieausgleich 25 2.8.1 Ausgleichsgewichte fur das Schwungrad 26 2.9 Heizuntersatz 26 2.9.1 Heizuntersatz mit Spiritusbrenner 27 3 Komponenten für Experimente mit dem Stirlingmotor 29 3.1 Komponenten und Beschreibung 29 3.1.1 Generator 29 3.1.2 Antriebsriemen 30 3.1.3 Steckbrett 31 3.1.4 LEDs (Leuchtdioden) 34 3.1.5 Transistor 35 ! 3.1.6 Elko (Elektrolytkondensator) 36 3.1.7 Diode 37 3.1.8 Widerstande 38 3.1.9 Verbindungsdraht (rot/schwarz) 38 4 Experimente mit dem Stirlingmotormodell 41 4.1 Schritte der Energieumwandlung 41 4.2 CO2-neutraler Motor? 41 4.2.1 Brennspiritus und Brenner 42 4.3 Das Stirlingmodell zum Laufen bringen 44 4.3.1 Sicherheitsbestimmungen 46 4.3.2 Elektrische Maschine anschließen 47 4.4 Erste Experimente mit dem Generator 48 4.5 Drehrichtungsanzeige 49 4.5.1 Die Stromrichtung 50 4.6 Der Stirlingmotor macht Strom 51 4.6.1 Stirlingmotor vorbereiten und starten 52 4.6.2 Stirlingmotor lässt eine LED leuchten 52 4.6.3 Spannung messen 54 4.6.4 Leistung des Stirlingmotors ermitteln 56 4.7 Helles Licht mit weißen LEDs 61 4.7.1 Noch heller mit zwei weißen LEDs 64 4.7.2 Noch mehr LEDs am Stirlingmotor ~ 64 4.8 Speichern der elektrischen Energie : .. 66 4.8.1 Chemische Speicher 67 4.8.2 Elektrochemische Speicher 67 4.9 Mit dem Stirling einen elektrischen Speicher laden 68 4.9.1 Erstes Ladeexperiment 68 4.9.2 Entladeschutzdiode, Schottky-Diode 70 4.9.3 Einfache Ladestromanzeige 73 4.9.4 Anzeige des Ladevorgangs mit einem Transistor 74 4.9.5 Die Ladezustandsanzeige 74 4.9.6 Gespeicherte Energie verwenden 76 4.9.7 Regenerative Taschenlampe 78 4.9.8 LED-Flashlight 79 5 Experimente mit zusatzllchen Komponenten 81 5.1 Stirlingmotoren und Messlabor 81 5.1.1 Drehzahldes Stirlingmotors messen 82 5.1.2 Temperaturmessung und Temperaturdifferenz 84 5.1.3 Messungen mit dem PC 86 5.1.4 Sensoren und PC 88 5.2 Solartechnik und Stirlingmotor 89 5.3 Solar-Stirling - eigene Experimente 91 5.3.1 Fresnellinse - Konzentratortechnik für den Solarstirling 92 5.3.2 Parabolspiegel (Satellitenantenne) 95 5.3.3 Sonnennachführung 99 6 Weitere Möglichkeiten 101 6.1 Maßnahmen zur Leistungssteigerung 101 6.2 Wärmepurnpe und KUhlmaschine 103 6.2.1 Kühlmaschine 104 6.2.2 Wärmepumpe 105 6.2.3 Theoretische Hintergründe 105 7 Anhang 107 7.1 Nutzanwendungen mit dem Stirlingmotor 107 7.1.1 Stirlingmotoren in Serie? 107 7.1.2 Sunpulse (TM) water - die solare Stirlingpumpe 108 7.1.3 Stirlinggenerator 110 7.2 Typeneinteilung der Stirlingmotoren 111 7.2.1 Alpha-Typ 111 7.2.2 Beta-Typ 112 7.2.3 Gamma-Typ 112 7.2.4 Ringbom-Typ 113 7.2.5 Thermoakustischer Stirlingrnotor 114 7.3 Theoretische Grundlagen zum Stirlingprinzip 116 7.4 Erläuterungen zur diskontinuierlichen Verdrängersteuerung 121 7.5 Austausch von Ersatzteilen 122 7.6 Liefernachweise 124 |