เครื่องยนต์สเตอร์ลิง ทางเลือกเพื่อพัฒนาพลังงาน

      เครื่องยนต์สเตอร์ลิง(Stirling engine) เป็นเครื่องยนต์ก๊าซร้อน (hot gas engine)  ทำงานได้โดยอาศัยหลักการอัดและขยายตัวของก๊าซซึ่งเป็นสารทำงานในเครื่องยนต์ตามวัฏจักรสเตอร์ลิง(Stirling Cycle)  เนื่องจากเมื่อก๊าซไหลผ่านแหล่งให้ความร้อนหรือฮีตเตอร์(heater)ซึ่งเป็นส่วนป้อนความร้อนให้แก่เครื่องยนต์ทำให้ก๊าซมีอุณหภูมิสูงขึ้นและเกิดการขยายตัวดันให้ลูกสูบเคลื่อนที่ และก๊าซที่ไหลผ่านแหล่งระบายความร้อนหรือคูลเลอร์(cooler)ซึ่งเป็นส่วนที่ทำให้ก๊าซมีอุณหภูมิต่ำลงและเกิดการหดตัวของก๊าซให้สองลูกสูบเคลื่อนที่ผลิตกำลังทางกล ดังนั้นเครื่องยนต์สเตอร์ลิงจึงเป็นเครื่องยนต์ที่มีหนึ่งลูกสูบเคลื่อนที่ภายใต้การอัดและขยายตัวของก๊าซในเครื่องยนต์เรียกว่า ดีสเพรสเซอร์(displacer) และอีกหนึ่งลูกสูบส่งกำลังจากเครื่องยนต์เรียกว่า ลูกสูบกำลัง (power piston) นอกจากนี้การทำงานของเครื่องยนต์จะมีประสิทธิภาพดีขึ้นโดยอาศัยรีเจนเนอเรเตอร์ซึ่งทำหน้าเป็นแหล่งสะสมความร้อนและแลกเปลี่ยนความร้อนให้กับก๊าซที่ไหลผ่านระหว่างฮีตเตอร์และคูลเลอร์ และเพื่อให้เครื่องยนต์มีขนาดกะทัดรัดจึงออกแบบให้มีโครงสร้างแบบเบต้า(Beta type) โดยมีการจัดวางลูกสูบทั้งสองในแนวเดียวกันภายในกระบอกสูบเดียวกัน การออกแบบเครื่องยนต์มุ่งเน้นให้ชิ้นส่วนเครื่องยนต์มีการประกอบกันอย่างสนิทเพื่อป้องกันการรั่วซึมของก๊าซภายในเครื่องยนต์ กำลังที่เครื่องยนต์ผลิตได้จะถูกส่งผ่านลูกสูบกำลัง(power piston) เชื่อมต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้า(generator) ออกแบบส่วนกำเนิดพลังงานไฟฟ้าจากแม่เหล็กถาวรชนิดความเข้มสนามแม่เหล็กสูงพิเศษ (ultra permanent magnet intensity) และการออกแบบชนิดตัวนำบางพิเศษเพื่อลดการสูญเสียที่เกิดกระแสไหลวน (eddy current losses) ทำให้ส่วนกำเนิดพลังงานไฟฟ้ามีประสิทธิภาพสูง

      เครื่องยนต์สเตอร์ลิง ที่ไม่เพียงแต่มีประสิทธิภาพการทำงานสูง แต่สามารถใช้ได้กับเชื้อเพลิงชีวมวลเพื่อผลิตไฟฟ้าใช้ได้ในทุกพื้นที่โดยปราศจากมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม องค์ความรู้ใหม่และการต่อยอดทางเทคโนโลยีที่ได้จะนำไปสู่การสร้างเครื่องยนต์ผลิตไฟฟ้าขนาดกะทัดรัด ซึ่งสามารถสตาร์ทเครื่องได้เองเมื่อมีการป้อนความร้อน ทำให้เครื่องยนต์ผลิตไฟฟ้าทำงานได้โดยอัตโนมัติ  ในปัจจุบันมีหลายชุมชนแบบอย่างที่สามารถผลิตเชื้อเพลิงชีวมวล และโรงงานอุตสาหกรรมสามารถผลิตเชื้อเพลิงชีวมวลจากของเสียและน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม ดังนั้นจึงสามารถต่อยอดพัฒนาเครื่องยนต์สเตอร์ลิงพลังงานชีวมวลสู่โรงไฟฟ้าชุมชนที่มีกำลังผลิตสูง อายุการใช้งานที่ยืนยาว และซ่อมบำรุงน้อย  โดยมุ่งเน้นให้เป็นระบบโรงไฟฟ้าแบบครบวงจร ซึ่งประกอบด้วย ระบบป้อนพลังงานชีวมวล ระบบแลกเปลี่ยนความร้อน เตาเผาชีวมวลประสิทธิภาพสูง เครื่องยนต์สเตอร์ลิงเปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกลจากนั้นเจนเนอเรเตอร์จะเปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าต่อไป

ภาพประกอบ: