ORC (Organický Rankinov cyklus)
Princíp tohto zariadenia je založený na uzatvorenom parnom Rankinovom cykle, kde je však namiesto vodnej pary použité médium (Organická látka), ktorá sa odparuje pri nízkych teplotách a tlakoch. Takýmto médiom môžu byť uhľovodíky ako izopentán, izooktán, toluol alebo silikónový olej s bodom varu už pri 40oC. Výhodou tohto spôsobu je vyššia účinnosť a prevádzková spoľahlivosť v porovnaní s klasickým parným Rankinovým cyklom.
Zariadenie ORC je dodávané vo forme blokovej jednotky, ktorá sa pripája k zdroju tepla. Takýmto zdrojom môže byť kotol vybavený termo-olejovým výmenníkom. Vyhriaty termoolej odovzdá v odparovači akumulované teplo organickému pracovnému fluidu s nízkym bodom varu (napr. silikónový olej). Pracovné fluidum sa odparuje, expanduje a postupuje cez sekundárny okruh k turbíne, v ktorej expandovaná para vyvolá mechanickú prácu následne využitú prostredníctvom generátora na výrobu elektriny. Expandovaná para následne prechádza regenerátorom k spätnému využitiu tepla. Následne kondenzuje a čerpadlom sa dopravuje späť do výparníka, čím je cyklus uzatvorený. Teplo z kondenzátora sa využíva pre ďalšiu spotrebu vo vykurovacom systéme.
Dôležitou prednosťou ORC je možnosť využiť na kombinovanú výrobu elektriny a tepla ako zdroj paliva biomasu. Zdrojom tepla tak môžu byť kotly na spaľovanie biomasy.
- Parametre zariadenia pri využití biomasy
Vstupná teplota termo-oleja 230 – 300 oC
Pracovný pretlak termo-oleja max. 3 bar
Elektrický výkon 50 – 1.500 kW
Rovnako je možné využiť nízkopotenciálne teplo získané z geotermálneho vrtu.
- Parametre zariadenia pri využití biomasy
Vstupná teplota geotermálu 50 – 150 oC
Elektrický výkon max. 200 kW
Výhody ORC v porovnaní s parnou turbínou
Systém je schopný využívať energiu s relatívne nízkou teplotou.
Vysoká účinnosť turbíny, najmä pri čiastočnom zaťažení.
Nízke otáčky turbíny umožňujú priamy pohon generátora.
Zanedbateľná erózia turbínových lopatiek (neprítomnosť kvapiek pracovného média).
Nízke mechanické namáhanie častí turbíny v dôsledku nízkej obvodovej rýchlosti.
Možnosť akejkoľvek regulácie výkonu sústrojenstva v celom výkonovom rozsahu.
Celý cyklus pracuje s teplotou max. 300oC a tlakom do 10 barov – vyššia životnosť zariadenia.
Kotle majú dvojnásobnú životnosť tlakových dielov – nízky tlak, teplota a chemické vlastnosti oleja.
Nenáročnosť na obsluhu zariadenia – bezobslužná prevádzka.
Minimálne nároky na stavbu a požadovaný priestor.
Odpadá akákoľvek chemická úprava jednotlivých médií.
Vysoká pracovná spoľahlivosť pri nízkych prevádzkových nákladoch.