Um motor Stirling é um tipo de motor, semelhante a uma máquina a vapor, que converte energia térmica em energia utilizável. É considerado um motor de combustão externa, em oposição à combustão interna, porque o processo real de conversão de energia ocorre através da parede do motor e não dentro dela. Recebeu o nome do inventor escocês Roger Stirling, que desenvolveu a ideia pela primeira vez em 1816.
Stirling perseguiu sua ideia com a intenção de competir com a florescente indústria de motores a vapor. Embora semelhante nas formas básicas de converter energia térmica em potência, o motor Stirling usa e reutiliza uma determinada quantidade de fluido em um estado gasoso permanente. Isso é diferente de uma máquina a vapor, que usa fluido nas formas gasosa e líquida.
Vários componentes fundamentais são necessários para o funcionamento de um motor Stirling. Isso inclui uma fonte de calor, trocadores de calor e, por fim, um dissipador de calor. A fonte de calor é normalmente uma forma de combustão e, uma vez que – em um projeto Stirling – esse processo é sequestrado da conversão em energia, uma ampla gama de combustíveis pode ser usada, o que poderia causar a falha de um motor de combustão interna. Fontes alternativas, incluindo nuclear, solar e biocombustíveis podem ser usadas para gerar o calor que faz os motores Stirling funcionarem.
Com uma fonte de calor instalada, um motor Stirling pode ser organizado para converter energia em potência de várias maneiras diferentes. Essas variações centram-se principalmente na colocação dos pistões e cilindros. Cada design Stirling diferente é distinguido e referenciado por uma letra grega.
Por exemplo, um projeto Alpha incorpora dois pistões em cilindros separados que se movem para frente e para trás para gerar energia. Como alternativa, um projeto Beta aloja dois pistões no mesmo cilindro. Um pistão fornece energia para o motor, enquanto o outro é limitado apenas a dar vazão ao gás quente até a extremidade mais fria do cilindro. Um design Gamma é semelhante a um design Beta, mas mais simples em termos mecânicos, com o pistão de geração de energia alojado em um cilindro separado do pistão de ciclagem.
Apesar dos benefícios de um motor Stirling, que incluem eficiência relativamente alta para um motor de combustão, baixo ruído e ampla aplicabilidade, a invenção acabou não sendo capaz de destronar caldeiras a vapor como fonte de energia industrial no século XIX. As falhas frequentes de projetos iniciais afetaram negativamente a opinião pública e deram ao projeto Stirling uma reputação de insegurança até o final do século XIX.
Durante meados e últimas décadas do século 20, houve um interesse renovado pelo design do motor Stirling. No final das contas, um avanço foi novamente frustrado, já que os altos custos de produção mantiveram a popularidade em massa baixa. Com a virada do século 21, e como resultado do aumento dos custos de combustível, o uso do design Stirling em unidades combinadas de calor e energia mais uma vez trouxe o motor de combustão externa de volta dos mortos.
Unidades combinadas de calor e energia (CHPs) são dispositivos mecânicos projetados para fornecer calor e energia para uma residência familiar individual ou um único escritório comercial. A ideia básica é que o excesso, ou desperdício, de calor produzido por uma CHP para a geração de eletricidade para o edifício pode ser usado para aquecê-lo também. Isso constitui uma maneira relativamente eficiente e barata de satisfazer as várias necessidades de energia das áreas urbanas e rurais, e reduz a demanda por grandes usinas de energia intensiva. Dadas suas vantagens exclusivas, o motor Stirling é uma escolha popular e cada vez mais comum como fonte de energia para CHPs.