Qual é o ciclo Rankine?
O ciclo Rankine é um termo que descreve um processo que usa calor para executar o trabalho. É nomeado em homenagem ao engenheiro e físico escocês William John Macquorn Rankine. Geralmente, o calor produz vapor que aciona uma turbina. É usado principalmente para gerar eletricidade e, a partir de 2011, representa aproximadamente 80% da eletricidade usada em todo o mundo. Na caldeira, uma fonte de calor externa converte o fluido de trabalho líquido em um vapor que aciona a turbina e é então condensado em um líquido, que é bombeado de volta para a caldeira. O vapor deixa a caldeira a uma alta temperatura-538 ° C de até 1.000 ° F (31.026,4 kpag)-e é a expansão desse gasolina quente e de alta pressão que dirige a turbina shAFT, produzindo uma rotação que pode gerar eletricidade ou acionar um motor. A eficiência do ciclo Rankine pode atingir cerca de 40%.
Esse processo é a base para a maioria das usinas de energia, onde o combustível é usado como fonte de calor para gerar eletricidade. O combustível pode ser petróleo, carvão, gás, biomassa ou nuclear; Como a fonte de calor é externa, qualquer coisa que possa gerar calor suficiente pode ser usada. A tecnologia de ciclo Rankine em menor escala também pode ser usada para explorar o calor residual das usinas de energia tradicionais. Por exemplo, as usinas de queima de gás usam turbinas de combustão que geram gases de escape quente, pois, diferentemente das turbinas de ciclo Rankine, elas não operam em um loop fechado. É possível combiná -los com um gerador de ciclo Rankine que usa o gás quente para produzir o vapor, melhorando bastante a eficiência energética.
outros fluidos além da água podem ser usados em um ciclo Rankine, onde oferecem vantagens emAplicações específicas. Por exemplo, as usinas de energia que operam em condições muito frias podem exigir um fluido com um ponto de congelamento mais baixo. Vários fluidos orgânicos foram utilizados e o pentano foi empregado com sucesso em um gerador de ciclo Rankine que explora gases de escape quente de uma usina a gás como uma fonte de calor, conforme descrito acima. Um processo que usa fluido orgânico dessa maneira é conhecido como um ciclo orgânico de Rankine (ORC).
Muitos projetos de energia renovável usam a tecnologia ORC para gerar energia. É frequentemente usado em usinas geotérmicas, e esse sistema foi adaptado para ser usado em algumas usinas solares, onde a luz solar está focada para fornecer o calor para dirigir o ciclo. Geradores de pequena escala que usam essa tecnologia tornaram-se disponíveis para explorar o calor residual de uma variedade de processos industriais.