В ночное время, когда солнце не светит, ученые разработали двигатель Стирлинга

Исследователи из Калифорнийского университета в Дейвисе доказали возможность получения механической энергии в ночное время компактным двигателем Стирлинга, использующим разницу температур между нагретой земной поверхностью и холодным космическим пространством.

Профессор Джереми Мандей и аспирант Тристен Депп представили устройство, преобразующее естественное ночное охлаждение в полезную мощность. В основе разработки лежит двигатель Стирлинга — тепловая машина, эффективно работающая при малых температурных перепадах, например между тёплой поверхностью и окружающим воздухом. В отличие от ДВС, требующих значительной разницы температур и топлива, здесь используется доступное тепловое излучение.

Стандартный двигатель Стирлинга требует чёткого разделения тёплой и холодной зон. При выравнивании температур система перестаёт вырабатывать энергию. В новой концепции источником тепла служит земля, а холод генерируется за счёт прямого излучения тепла в космическое пространство через «радиационное окно».

Учёные разместили двигатель Стирлинга с поршнем и маховиком на излучающей панели, которая охлаждается путём инфракрасного излучения в открытый космос. Конструкция устанавливалась на грунт под открытым ночным небом. Тёплая земля создаёт одну сторону перепада температур, а охлаждённая излучением панель — другую. В условиях ясного неба панель может стать существенно холоднее окружающей среды именно благодаря космическому радиационному охлаждению.

Годовые испытания подтвердили стабильную генерацию не менее 400 милливатт механической мощности с квадратного метра установки. Исследователи продемонстрировали работу вентилятора, напрямую подключённого к двигателю, а также выработали электрический ток с помощью миниатюрного генератора.

Эффективность технологии особенно высока в засушливых районах с ясным небом, где водяной пар и облака меньше препятствуют излучению тепла в космос. В перспективе такие системы могут обеспечить ночное энергоснабжение теплиц или жилых зданий, используя естественный тепловой баланс между планетой и космосом. Калифорнийский университет уже подал предварительную патентную заявку на данную разработку.