Manche Technologie braucht mehr als ein Jahrhundert, bis sie sich durchsetzt. So ist es bei den Brennstoffzellen, deren Prinzip seit 1839 bekannt ist, und so wird es auch beim Stirling-Motor sein – einer Erfindung, die sich der schottische Pfarrer Robert Stirling 1816 patentieren ließ. Euphorisch fiel ein Beitrag aus, der vor fast 20 Jahren in dieser Zeitschrift erschien (bild der wissenschaft 11/1985, „Der Stirling-Motor: sauber, leise und genügsam”): Motoren auf der Basis der Stirling-Technologie, war dort zu lesen, „könnten das Konzept des Autos revolutionieren.” Vor allem in Japan, hieß es, widmeten sich etliche Unternehmen diesem Thema. Helmut Krauch – damals Professor an der Gesamthochschule Kassel – mutmaßte, bald könnten Vorserien japanischer Stirling-Autos auf den Straßen auftauchen.
Die sind allerdings bis heute nirgendwo gesichtet worden. Und vieles spricht dafür, dass sich das so schnell nicht ändert. „ Stirling-Motoren sind schlicht ungeeignet für die Automobiltechnik”, fällt Sascha Luft ein eindeutiges Urteil. „Sie reagieren viel zu träge und sind daher den schnellen Lastwechseln nicht gewachsen, die durch Gasgeben und Bremsen ständig auftreten.” Luft ist Geschäftsführer der Firma Solo Stirling GmbH in Sindelfingen, einer Ausgründung der Solo Kleinmotoren GmbH, die sich seit Anfang der Neunzigerjahre mit dem Stirling-Motor beschäftigt – allerdings nicht zum Fahrzeugantrieb, sondern als Herz kleiner Kraftwerke. „Auf diesem Gebiet”, sagt Luft, „hat die Stirling-Technologie Zukunft.”
Die Funktionsweise eines Stirling-Motors ist simpel. In zwei Zylindern befindet sich unter hohem Druck ein Arbeitsgas, zum Beispiel Helium. Es wird an der einen Seite der Maschine erwärmt. Dabei dehnt sich das Helium aus und bewegt den Kolben im Zylinder. Auf der anderen Seite wird das Helium wieder abgekühlt. Während dieses thermodynamischen Prozesses lässt sich aus der Arbeit der Kolben elektrische Energie gewinnen, wenn der Motor an einen Generator angeschlossen ist. Die heiße Kammer kann durch Verbrennen eines Kraftstoffs oder auch mithilfe konzentrierter Sonnenstrahlung beheizt werden. Die Vorteile der Stirling-Technik sind ein hoher Wirkungsgrad, ein sehr ruhiger Lauf und sehr geringe Schadstoff-Emissionen. Zudem kann ein Stirling-Motor aufgrund seiner wenigen Verschleißteile sehr wartungsarm betrieben werden.
Ihr Debüt feierten Motoren von Solo Stirling 1997 in der Pilotanlage eines solarthermischen Kraftwerks des Stuttgarter Ingenieurbüros Schlaich, Bergemann und Partner auf der Plataforma Solar im spanischen Almeria. Das Kraftwerk fängt mithilfe von Parabolspiegeln, die dem Stand der Sonne nachgeführt werden, Sonnenlicht ein und konzentriert es auf Stirling-Motoren. Die betreiben – bewegt allein durch die Wärme der Sonnenstrahlung – einen Generator, der elektrischen Strom erzeugt.
„Im Rahmen des Projekts in Almeria erkannten wir schnell, dass der Stirling-Motor auch für die dezentrale Energieerzeugung mit kleinen Blockheizkraftwerken Vorteile bietet”, berichtet Sascha Luft. Die Solo Kleinmotoren GmbH beschloss, sich diesem Feld zu widmen und eine Serienfertigung für solche Motoren aufzubauen. Seit 2003 baut Solo Stirling als erster weltweit entsprechende Blockheizkraftwerke in Serie. Die Module können zum Beispiel mit Erdgas oder Biogas betrieben werden. Ende 2006 will die Firma ein Stirling-Kleinkraftwerk auf den Markt bringen, das sich über eine Holzvergasung auch mit Holz-Pellets befeuern lässt. Bis Ende 2007 soll eine Variante folgen, die Pflanzenöl als Brennstoff nutzen kann. „Was die Kosten betrifft, sind wir mit herkömmlichen Blockheizkraftwerken konkurrenzfähig”, betont der Firmenchef.
Außer in den bislang rund 40 verkauften Blockheizkraftwerken von Solo Stirling laufen Sterlings lediglich in exotischen Anwendungen: etwa als Kühlelemente in Satelliten, als Stromquellen auf U-Booten der schwedischen Kriegsmarine – oder als Technikspielzeug. Motoren im Miniformat kann man zum Beispiel im bdw-Shop erstehen – im Internet zu finden unter www.shop-wissenschaft.de. Ralf Butscher ■
