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Tag 201 von 365 · Profi · Monat 7: Strom und Energie

Wärmekraft

Strom aus Wärme: wie der Stirlingmotor heiße und kalte Seite nutzt, was der Gasgenerator aus Brennstoff macht und wie ein Chip den Motor vor Überdruck schützt.

Lektion 18 Min. Woche 29

Das lernst du heute

  • Stirlingmotor und Gasgenerator
  • Temperaturdifferenz nutzen
  • Kühlung mitplanen

Der Ofen läuft, die Abgasleitung ist heiß – und diese Wärme verpufft draußen. Ein Stirlingmotor macht daraus Strom. Dafür braucht er eine heiße und eine kalte Seite, und beide wollen geplant sein.

Der Stirlingmotor

StructureStirlingEngine (Stirling-Motor) liefert laut Gerätedaten bis zu 8 000 W. So arbeitet er:

  • Heiße Seite: Gas aus dem Eingangsrohr strömt durch den Motor zum Ausgang und gibt dabei Wärme ab.
  • Kalte Seite: tauscht Wärme mit der Außenluft an seinem Standort.
  • Arbeitsgas: kommt aus einer Gasflasche in seinem Fach. Wie gut es taugt, zeigt WorkingGasEfficiency.

Je größer der Unterschied zwischen heißer und kalter Seite, desto mehr Leistung. Mitlesen kannst du PowerGeneration, EnvironmentEfficiency, WorkingGasEfficiency sowie Pressure und Temperature des Arbeitsgases.

Kühlung mitplanen

Die kalte Seite braucht Außenluft. Ohne Atmosphäre – auf dem Mond, auf Mimas – kühlt sie nicht, der Unterschied schrumpft und die Leistung mit ihm. Auf Vulcan ist die Außenluft selbst heiß, nachts noch rund 400 K. Dort lohnt der Motor nur mit einer sehr heißen Quelle.

Überdruck ist die Gefahr

Liegt der Innendruck um mehr als 11 000 kPa über oder unter der Außenluft, kann der Motor explodieren. Ein Chip überwacht Pressure und schaltet vorher ab – mit Hysterese, damit er nicht im Takt an und aus geht:

sgt tmp druck PFREI
and alarm alarm tmp
sgt tmp druck PMAX
or alarm alarm tmp

Während des Alarms stehen Motor und Heißkreis-Pumpe still. Erst wenn der Druck deutlich gesunken ist, läuft alles wieder an.

Und der Gasgenerator?

Auch StructureGasGenerator ist eine Wärmekraftmaschine: Er verbrennt Brennstoff und macht laut Spielcode rund 17 % der Verbrennungsenergie zu Strom. Der Rest bleibt als Wärme im Abgas – heißes Abgas, das wieder einen Stirlingmotor antreiben kann.

Eine baubare Dampfturbine gibt es im Grundspiel nicht. Wärme wird dort über den Stirlingmotor oder die Verbrennung im Generator zu Strom.

Achtung

Fehlt der Motor, ist druck NaN. Dann ist auch der Alarm an und die Pumpe aus: Wer nicht weiß, wie es dem Motor geht, pumpt kein heißes Gas hinein.

seqz tmp ok
or alarm alarm tmp

Schaubild

Temperaturverlauf mit Hysterese 21 °C 19 °C Band: Zustand bleibt Heizung an an aus aus Ein bei 19 °C, aus erst bei 21 °C – dazwischen schaltet nichts.
Der Alarm setzt bei 8000 kPa und löst sich erst unter 6000 kPa. Dazwischen bleibt der letzte Zustand.

Übung

Aufgabe

Der Stirlingmotor heißt „Stirling“, die Pumpe im Heißkreis „Heisskreis“. Steigt der Innendruck über 8000 kPa, gehen Motor und Pumpe aus und die Lampe „Druckalarm“ an. Erst unter 6000 kPa laufen beide wieder. Die Anzeige „Stirling“ zeigt PowerGeneration. Fehlt der Motor: Pumpe aus, Alarm an, Anzeige −1.

Hinweise

Hinweis 1

Hysterese für einen Alarm: erst and mit „über PFREI“, dann or mit „über PMAX“.

Hinweis 2

Fehlender Motor: seqz tmp ok und mit or in den Alarm.

Hinweis 3

seqz lauf alarm schaltet Motor und Pumpe.

Quiz

4 Fragen. Ab 60 % ist das Quiz bestanden – die Auswertung macht der Server.

Tag abschließen

  • Übung im Simulator bestanden
  • Quiz mit mindestens 60 % bestanden

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