Det danske firma Stirling DK har nu bygget verdens største kraftvarmeværk, der kører på stirlingsmotorer med træflis som brændstof. Samtidig er værket verdens første som kobler fire stirlingmotorer sammen og driver dem udelukkende med gas lavet på biomasse.

Værket bliver fordret med frisk træflis fra lokalområdet i Tabarz, Thuringia i Tyskland, hvor værket skal levere varme og elektricitet til det kommunaltejede welness- og spacenter Tabbs. Årligt kan værket producere 4.000 MWh varme og 1.000 MWh elektricitet.

Byggeriet er kulminationen af et samarbejde mellem Siemens, en lokal partner og Stirling DK. Værket er det andet Stirling-værk i Tyskland med flere motorer, og to firecylindrede værker er ved at blive bygget i Storbritannien, hvor de skal levere varme, køling og elektricitet til to detailhandlere. Også i Danmark og Irland er der opstillet værker fra Stirling DK.

Det særlige ved firmaets kraft-varme-koncept er, at det kan køre på alle mulige former for biomasse. Til forskel fra en almindelig forbrændingsmotor foregår forbrændingen i en Stirling-motor nemlig ikke inde i cylinderen, men i et eksternt brændkammer, hvorefter energien tilføres cylinderen via en varmeveksler. Opbygningen gør, at motoren kan bruge selv meget besværlige brændsler som træflis og halm.

Heliumgas flyder gennem alle cylindre
Princippet for en Stirling-motor blev opfundet i 1816 af den skotske præst Robert Stirling og ingeniøren James Stirling. Kort fortalt er stirlingmotoren et lukket gaskredsløb, der bliver opvarmet i den ene ende for at drive et stempel op og ned.

I Stirling DK´s motorprincip er vekselsstrømsgeneratoren også indesluttet i et tryksat krumtaphus, ligesom kompressorer til køling, hvor den elektriske motor er indesluttet i en hermetisk lukket enhed. På den måde minimeres risikoen for at heliumgas slipper ud.

I en firecylindret stirlingmotor flyder helium-gassen mellem alle fire cylindre, der hver især er adskilt af en varmeveksler og en regenerator, som helium-gassen passerer. Varmevekslerne køler gassen og regeneratorerne sørger for at opbevare varmeenergien kortvarigt.

I Stirling DK's motorer af typen 35 kWel er cylindrene anbragt i en firkant, hvor cylindrene står parallelt overfor hinanden og arbejder med helium, der er tryksat til 40 bar.

For at undgå et klassisk problem i stirlingmotorers varmeudvekslere, tilstopning med olie, bruger Stirling DK's motorer slet ikke olie i systemet. I stedet er der for eksempel brugt fedtsmurte rullelejer og stempelringe i PFTE-materialer, der er kendte for at være ekstremt gnidningsfrie og giver et mindre slid og energiforbrug.

Danskere har udviklet koncept gennem 21 år
I praksis fremstiller Stirling Danmark selve motoren, som så bygges sammen med en kedel til et færdigt kraft-varme-anlæg hos forskellige samarbejdspartnere.

Grundstenen til Stirling DK's koncept blev skabt på DTU i 1990, hvor der blev eksperimenteret med motoren og mulighederne for at køre den på biomasse.

I 1995 blev den første 35 kWe stirling-motor på biomasse testet og i 2004 blev Stirling DK grundlagt. Siden har virksomheden fået penge fra blandt andre tyske Innogy Venture Capital og Vækstfonden.