نسل برق به چرخه های ترمودینامیکی برای تبدیل گرما به برق مفید متکی است. چرخه های کارنه، رنین و Brayton مدل های بنیادی هستند که در نیروگاه های مختلف استفاده می شوند. درک پیاده سازی عملی آنها به بهینه سازی کارایی و عملکرد کمک می کند.

چرخه کارnot در تمرین

چرخه کارnot یک موتور ایده آل با حداکثر بهره وری، عمل بین دو مخزن دما را نشان می دهد، آن را به عنوان یک معیار به جای یک سیستم واقعی به دلیل نیاز آن برای فرآیندهای برگشت پذیر و عایق کامل عمل می کند.

برنامه های کاربردی دنیای واقعی، بهره وری تقریبی کارnot را از طریق منابع حرارت بالا و کاهش دما، نمونه هایی از سیستم های پیشرفته یخچال و محدودیت های نظری برای موتورهای حرارتی می دانند.

چرخه ی درجه یین در نیروگاه های برق

چرخه رنین به طور گسترده ای در نیروگاه های برق حرارتی، به ویژه زغال سنگ، گاز طبیعی و نیروگاه های هسته ای استفاده می شود، که شامل آب جوش برای تولید بخار است که یک توربین را برای تولید برق هدایت می کند.

اجزای کلیدی شامل یک دیگ بخار، توربین، تغلیظ و بهبود بهره وری پمپ اغلب شامل بخار فوق العاده گرم و گرم شدن در طول گسترش برای به حداکثر رساندن استخراج انرژی است.

چرخه Brayton در توربین های گازی

چرخه Brayton پایه ای برای موتورهای توربین گازی است که در حمل و نقل هوایی و تولید برق استفاده می شود، شامل فشرده سازی هوا، مخلوط کردن آن با سوخت و شانه برای تولید گازهای با دمای بالا است که از طریق توربین گسترش می یابد.

پیاده سازی های مدرن بر افزایش نسبت های فشرده سازی و دمای توربین برای بهبود بهره وری تمرکز می کنند. گیاهان چرخه ترکیبی Brayton و چرخه های رنین را برای عملکرد کلی بالاتر ادغام می کنند.

خلاصه ای از ملاحظات عملی

  • دوام مواد در دمای بالا
  • بهره وری مبدل حرارتی
  • کنترل انتشار گازهای گلخانه ای
  • امنیت عملیاتی و قابلیت اطمینان