El desenvolupament del motor Stirling es va iniciar amb l'objectiu de ser una alternativa a la màquina de valor a causa de certs avantatges que tenia respecte al llavors popular motor de vapor.
Amb el temps, certs desavantatges en comparació amb les màquines de combustió interna han deixat en un segon pla el motor Stirling.
Avantatges del motor Stirling en comparació amb els motors de combustió interna
Els principals avantatges d'un motor Stirling en comparació a un motor Otto, un motor dièsel o una màquina de vapor són:
- La facilitat de manteniment
- Són motors més silenciosos
- Els motors Stirling ofereixen un rendiment millor que els motors alternatius de combustió interna.
- Major versatilitat de combustible.
Facilitat de manteniment. El motor Stirling és un motor de combustió externa, el que significa que la calor es transmet al fluid de treball a través d'un intercanviador; l'absència de contacte directe entre la barreja de gasos combustibles i totes les parts mecàniques en moviment redueix el desgast, la necessitat de lubricació i el consegüent manteniment del motor Stirling.
Menor soroll. El motor Stirling tampoc té vàlvules ni explosions, per la qual cosa és constructivament més simple. Les vibracions generades són més fàcils de controlar i molt menys sorolloses que un motor de combustió interna.
Millor rendiment El motor Stirling és l'únic capaç de aproximar-se al rendiment màxim teòric conegut com a rendiment de Carnot, de fet, teòricament ho aconsegueix, de manera que pel que fa a rendiment de motors tèrmics es refereix, és la millor opció.
El motor Stirling ofereix una bona resposta a les baixes temperatures. Aquest motor alternatiu funciona millor amb temperatures ambientals fredes, en contrast amb els de combustió interna, que arrenquen amb facilitat en temperatura temperada, però amb problemes en temperatures fredes.
Versatilitat de combustible. El motor Stirling pot funcionar amb qualsevol font de calor, per exemple, cremant fusta, carbó, gas, biogàs, combustibles líquids i fins i tot energia solar, energia nuclear: hi ha exemples comercials que utilitzen algunes de les fonts esmentades. Per contra, els motors de combustió interna es limiten a l'ús de gasolina al motor Otto, o gasoil al motor dièsel.
Desavantatges del motor Stirling en comparació amb els motors de combustió interna
Les principals desavantatges d'un motor Stirling en comparació a un motor alternatiu de combustió interna són els següents:
- Major volum i major pes
- Cost econòmic del motor més elevat
- El motor Stirling tenen una arrencada més lent
- Més perillós
Més voluminós i pesat. La combustió externa, que requereix intercanviadors de calor tant en els punts calents com en els freds, fa que el motor Stirling en general sigui més voluminós i pesat que un motor genèric de combustió interna amb la mateixa potència de sortida.
Cost elevat. Els motors Stirling requereixen intercanviadors de calor d'entrada i sortida, que contenen el fluid de treball a alta temperatura, i han de suportar els efectes corrosius de la font de calor i l'atmosfera. Això suposa l'ús de materials que encarin notablement la màquina.
Arrencada més lent. La inèrcia tèrmica inherent d'un motor de combustió externa fa que sigui més lent arrencar. Per aquest motiu el motor Stirling no és adequat per a aplicacions que requereixen arrencades ràpids o canvis ràpids de velocitat.
Més perillós. La barreja d'aire i líquids combustibles lubricants dins el motor pot produir barreges explosives a causa del oxigen contingut en l'aire, un perill que s'accentua en els motors d'alta pressió. El problema es va resoldre usant gasos de treball reductors (hidrogen) o neutres (heli, nitrogen) o sense l'ús de lubricants convencionals.
