Rankine döngüsü, işi gerçekleştirmek için ısı kullanan bir süreci tanımlayan bir terimdir. İskoç mühendis ve fizikçi William John Macquorn Rankine'den sonra seçildi. Genel olarak, ısı bir türbini tahrik eden buhar üretir. Öncelikle elektrik üretmek için kullanılır ve 2011 itibariyle dünya genelinde kullanılan elektriğin yaklaşık% 80'ini oluşturur.
Temel prensip dört ana bileşenli kapalı bir döngüde akan bir akışkan - genellikle su, ancak "çalışma akışkanı" olarak adlandırılır - bir pompa, bir kazan, bir türbin ve bir kondansatör içerir. Kazanda, harici bir ısı kaynağı, sıvı işleme akışkanını türbini tahrik eden bir buhar haline dönüştürür ve daha sonra tekrar kazanın içine pompalanan bir sıvıya yoğunlaştırılır. Buhar, kazanı yüksek bir sıcaklıkta - 1.000 ° F (538 ° C) 'ye kadar - ve basınç - 4.500 psig (31.026.4 kPag)' a kadar bırakır - ve türbini tahrik eden bu sıcak, yüksek basınçlı gazın genleşmesidir. şaft, elektrik üretebilecek veya bir motoru çalıştırabilecek bir rotasyon üretir. Rankine döngüsü verimliliği% 40'a kadar ulaşabilir.
Bu işlem, yakıtın elektrik üretmek için bir ısı kaynağı olarak kullanıldığı çoğu enerji santrali için temelidir. Yakıt, petrol, kömür, gaz, biyokütle veya nükleer olabilir; Isı kaynağı dış olduğundan, yeterli ısı üretebilecek herhangi bir şey kullanılabilir. Daha küçük ölçekte Rankine döngüsü teknolojisi, geleneksel enerji santrallerinden atık ısıdan yararlanmak için de kullanılabilir. Örneğin, gazla çalışan elektrik santralleri, Rankine çevrim türbinlerinin aksine, kapalı bir döngüde çalışmadıkları için sıcak egzoz gazı üreten yanma türbinlerini kullanır. Bunları buhar üretmek için sıcak gaz kullanan ve böylece enerji verimliliğini büyük ölçüde artıran bir Rankine çevrim jeneratörü ile birleştirmek mümkündür.
Su dışındaki sıvılar, belirli uygulamalarda avantajlar sundukları Rankine döngüsünde kullanılabilir. Örneğin, çok soğuk koşullarda çalışan santraller daha düşük donma noktasına sahip bir sıvı gerektirebilir. Bir dizi organik sıvı kullanılmış ve pentan, yukarıda açıklandığı gibi bir gazla çalışan elektrik santralinden bir sıcak kaynak gazı kullanarak bir ısı kaynağı olarak kullanan bir Rankine çevrim jeneratöründe başarıyla kullanılmıştır. Organik sıvıyı bu şekilde kullanan bir işlem, organik Rankine çevrimi (ORC) olarak bilinir.
Birçok yenilenebilir enerji projesi enerji üretmek için ORC teknolojisini kullanır. Genellikle jeotermal elektrik santrallerinde kullanılır ve bu sistem güneş ışığının çevrimi sağlamak için ısı sağlamak için odaklandığı bazı güneş enerji santrallerinde kullanılmak üzere uyarlanmıştır. Bu teknolojiyi kullanan küçük ölçekli jeneratörler, çeşitli endüstriyel işlemlerden kaynaklanan atık ısının kullanılması için mevcut hale gelmiştir.
