Những nghiên cứu phát triển và ứng dụng động cơ Stirling trên phương tiện vận tải đã được các nhà sản xuất ô tô quan tâm từ nửa đầu thế kỷ XX. Mặt khác, do có thể biến đổi trực tiếp năng lượng mặt trời thành cơ năng, nên động cơ Stirling rất được quan tâm nghiên cứu ứng dụng trên các con tàu không gian từ năm 1995. Ngày nay, nghiên cứu động cơ Stirling để sử dụng các nguồn năng lượng tái sinh cũng đang được đẩy mạnh. Đặc biệt là trong lĩnh vực năng lượng sạch, động cơ Stirling sử dụng năng lượng mặt trời sẽ được quan tâm đúng mức và phát triển phục vụ nhu cầu đa dạng trong sản xuất và phát triển kinh tế xã hội. Theo đặc điểm cấu tạo, động cơ Stirling gồm các loại: - Động cơ Stirling kiểu alpha, - Động cơ Stirling kiểu beta, - Động cơ Stirling kiểu gamma, - Động cơ Stirling một xylanh, - Động cơ Stirling nhiều xylanh, - Động cơ Stirling có piston tác dụng kép, - Động cơ Stirling chữ V, - Động cơ Stirling hình sao, - Động cơ Stirling xylanh quay, v.v…
Ảnh: Động cơ Stirling cơ bản bao gồm số 1- Lò xo; 2- Nguồn nhiệt; 3- Cặp xy lanh; 4- Thanh truyền; 5- Bánh đà; 6- Dây cáp; 7- Puli.
Đã có những công trình nghiên cứu nhằm tận dụng khí biogas cho động cơ đốt trong nhằm phục vụ cho bơm nước hay chạy phát điện. Sử dụng khí biogas cho động cơ đốt trong có thể phát huy được các ưu thế của động cơ đốt trong về mặt hiệu suất và công suất, nhưng chúng đòi hỏi khắt khe về nhiên liệu. Để động cơ hoạt động tốt và tuổi thọ cao, khí biogas phải được lọc sạch các tạp chất dẫn nên tăng chi phí trong quá trình hoạt động. Mặt khác động cơ đốt trong khá ồn điều này không phù hợp cho các trang trại chăn nuôi sử dụng cho mục đích phát điện, đây là nhược điểm cơ bản khi ứng dụng động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu khí biogas trong thực tế.
Trong điều kiện nguồn khí biogas còn dư thừa trong các trang trại trong khi nhu cầu năng lượng điện cho các mục đích khác nhau trong chăn nuôi cần nhiều. Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, nhằm xây dựng cơ sở ứng dụng khoa học vào thực tiễn sản xuất ở các trang trại chăn nuôi Việt Nam, đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo động cơ stirling sử dụng nhiên liệu biogas công suất nhỏ cho mục đích phát điện” do TS. Nguyễn Công Thuật - Trường ĐHCN Việt - Hung làm chủ nhiệm đã hoàn thành và đạt được nhiều kết quả sử dụng trong các trang trại chăn nuôi Việt Nam.
Qua quá trình thực hiện theo nội dung, đề cương đã được phê duyệt, đề tài đã đạt được một số kết quả nghiên cứu chính sau:
- Nghiên cứu các dạng nghiên lý và kết cấu của động cơ Stirling, lựa chọn được dạng kết cấu phù hợp; Nghiên cứu nguồn nhiên liệu và nhu cầu năng lượng của các hộ trang trại chăn nuôi;
- Tính toán, thiết kế, xây dựng hệ thống các bản vẽ kỹ thuật và chế tạo động cơ;
- Tính toán, lựa chọn đầu đốt biogas tạo nguồn nhiệt cho động cơ và tính chọn máy phát điện;
- Xây dựng quy trình vận hành và bảo dưỡng thiết bị.
- Động cơ Stirling chế tạo hoạt động tốt đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật đặt ra Kiến nghị Việc Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo động cơ Stirling sử dụng nhiên liệu biogas công suất nhỏ cho mục đích phát điện đã hoàn thành.
Do đặc điểm của động cơ đốt ngoài có hiệu suất không cao, để nâng cao hiệu suất nhiệt của khí biogas cần có những nghiên cứu tiếp theo phát triển theo hướng đồng phát nhiệt điện, khi đó nguồn nhiệt nước làm mát động cơ được tận dụng cho các mục đích khác nhau của trang trại.
Toàn văn báo cáo tổng hợp kết quả nghiên cứu (Mã số 14422 / 2017) được lưu trữ tại Cục thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.