Motor bakar stirling atau sering disebut mesin stirling merupakan mesin kalor yang ditemukan oleh Robert Stirling pada tahun 1816. Mesin ini didefisinikan sebagai mesin regenerasi panas siklus tertutup, yang artinya bahwa mesin ini memanfaatkan fluida yang terkurung sebagai penghasil energi mekanis. Mesin stirling merupakan salah satu jenis mesin konversi energi yang sederhana, ramah lingkungan serta memiliki biaya yang murah dalam pembuatannya.
Cara kerja mesin stirling yaitu dengan memanfaatkan ekspansi saat pemanasan gas, dan kompresi gas pada proses pendinginannya. Mesin ini membutuhkan perbedaan suhu untuk bekerja, semakin tinggi perbedaan suhu maka semakin tinggi pula efisiensinya. Regenerator biasa digunakan untuk menukar panas dan menyimpan sebagian energinya, yang nantinya akan dimanfaatkan untuk proses pemanasan berikutnya.
Siklus kerja mesin
- Pemanasan Gas
Sumber panas eksternal memanaskan gas kerja yang mengambang dan mendorong piston (berupa udara atau helium).
- Ekspansi Isotermal
Gas memindahkan piston saat suhu dipertahankan.
- Pendinginan Gas
Gas melewati regenerator, dimana sebagian panasnya disimpan, lalu didinginkan untuk menyusut.
- Kompresi Isotermal
Gas yang mendingin dikompresi oleh piston kembali ke posisi awal, siklus berulang.
Efisiensi Tinggi pada Mesin Stirling
Dengan menggabungkan sistem cogeneration atau disebut juga Combined Heat and Power, dapat meningkatkan efisiensi total pada sistem hingga 80 sampai 90%. Dengan efisiensi sebesar itu seharusnya mesin ini dapat diaplikasikan di banyak industri, bahkan pada sistem pembangkit listrik. Namun angka efisiensi yang tinggi tersebut hanya didapat secara teoritis, faktanya mesin ini memiliki banyak kekurangan. Adapun kekurangan mesin stirling meliputi :
Kepadatan daya yang rendah
Ukuran mesin stirling yang jauh lebih besar dibanding tenaga yang dihasilkan
Respon lambat
Tenaga dan kecepatan yang sulit diatur karena perpindahan panas yang membutuhkan waktu
Kebocoran fluida
Meskipun mesin ini termasuk mesin termal siklus tertutup, tapi kebocoran fluida sangat sulit dihindari pada tekanan tinggi.
Panas yang terbuang
Meskipun panas yang terbuang dapat dimanfaatkan lagi, namun secara praktik efisiensi yang didapat tidak akan sebesar pada konsep teoritisnya.