Jaki jest cykl rankina?
Cykl Rankine to termin opisujący proces wykorzystujący ciepło do wykonywania pracy. Nazwa pochodzi od szkockiego inżyniera i fizyka Williama Johna Macquorna Rankine'a. Zasadniczo ciepło wytwarza parę, która napędza turbinę. Służy przede wszystkim do wytwarzania energii elektrycznej, a od 2011 r. Odpowiada za około 80% energii elektrycznej stosowanej na całym świecie.
Podstawowa zasada obejmuje płyn - zwykle wodę, ale określany jako „płyn roboczy” - płynący w zamkniętej pętli z czterema głównymi komponentami: pompą, kotłem, kotłem i kondensatorem. W kotle zewnętrzne źródło ciepła przekształca płyn roboczy płyn w oparę, która napędza turbinę, a następnie jest skraplana w ciecz, który jest pompowany z powrotem do kociaka. Para opuszcza kocioł w wysokiej temperaturze-do 1000 ° F (538 ° C)-i ciśnienie-do 4500 psig (31 026,4 kPag)-i to rozszerzenie tego gorącego, wysokociśnieniowego gazu, który napędza turbinę SHRuf, wytwarzanie rotacji, która może wytwarzać energię elektryczną lub napędzać silnik. Wydajność cyklu rankina może osiągnąć około 40%.
Proces ten jest podstawą większości elektrowni, w których paliwo jest używane jako źródło ciepła do wytwarzania energii elektrycznej. Paliwo może być olej, węgiel, gaz, biomasa lub jądrowe; Ponieważ źródło ciepła jest zewnętrzne wszystko, co może wygenerować wystarczające ciepło. Technologię cyklu Rankine na mniejszą skalę można również wykorzystać do wykorzystania ciepła odpadowego z tradycyjnych elektrowni. Na przykład stacje zasilania gazem wykorzystują turbiny spalinowe, które wytwarzają gorący gaz spalin jako, w przeciwieństwie do turbin cyklu rankine, nie działają w zamkniętej pętli. Możliwe jest połączenie ich z generatorem cyklu Rankine, który wykorzystuje gorący gaz do wytwarzania pary, co znacznie poprawia wydajność energetyczną.
płyny inne niż woda mogą być stosowane w cyklu rankina, w którym oferują korzyściposzczególne aplikacje. Na przykład elektrownie, które działają w bardzo zimnych warunkach, mogą wymagać płynu o niższej temperaturze zamrażania. Zastosowano szereg płynów organicznych, a pentan z powodzeniem zastosowano w generatorze cyklu Rankine, który wykorzystuje gorący gaz spalin z elektrowni opalanej gazem jako źródło ciepła, jak opisano powyżej. Proces wykorzystujący w ten sposób płyn organiczny jest znany jako organiczny cykl rankina (ORC).
Wiele projektów energii odnawialnej wykorzystuje technologię ORC do generowania energii. Jest często stosowany w geotermalnych stacjach zasilania, a ten system został przystosowany do zastosowania w niektórych elektrowniach słonecznych, w których światło słoneczne jest skoncentrowane w celu zapewnienia ciepła do napędzania cyklu. Małe generatory, które wykorzystują tę technologię, stały się dostępne do wykorzystywania ciepła odpadów z różnych procesów przemysłowych.