Organic Rankine Cycle (ORC) – “Ciclo Rankine Organico”

Un ciclo rankine organico – Organic Rankine Cycle (ORC)- utilizza un fluido di esercizio organico con un punto di ebollizione inferiore a quello dell’acqua per convertire il calore a bassa temperatura in lavoro meccanico. Il lavoro meccanico generato può essere successivamente convertito in energia elettrica.

Motore termico 

Un motore termico è un semplice motore che converte l’energia termica in lavoro meccanico.
Un motore termico funziona estraendo il calore da un serbatoio caldo e spostandolo attraverso un serbatoio freddo generando lavoro durante il processo. Qui in basso si trova un disegno che raffigura un motore termico di base:

Heat Engine

Al fine di massimizzare la quantità di lavoro producibile da un motore termico, la temperatura del serbatoio caldo deve essere aumentata il più possibile, mentre quella del serbatoio freddo deve essere ridotta.

Efficienza di Carnot

Un motore termico ideale (teorico) funziona in base al principio dell’efficienza di Carnot. L’efficienza di Carnot è la massima efficienza possibile raggiungibile da un motore, indipendentemente dalle sue dimensioni, dalla sua complessità, dal denaro speso e dal tempo necessario al motore per compiere tale lavoro. L’efficienza di Carnot può essere calcolata con la seguente espressione:

Equation

Laddove:

W è l’energia erogata dal sistema sotto forma di lavoro, nel nostro caso l’energia elettrica.

QH è il calore immesso nel sistema.

TC è la temperatura assoluta del serbatoio freddo (la temperatura della sorgente di raffreddamento).

TH è la temperatura assoluta del serbatoio caldo (la temperatura dell’alimentazione di acqua calda).

Quando si calcola l’efficienza di Carnot tutte le temperature vengono indicate rispetto allo zero assoluto, ossia per le temperature in gradi Celsius bisogna aggiungere 273.15 per effettuare la conversione nella scala Kelvin.

L’efficienza di Carnot è un’efficienza teorica che non può essere raggiunta nella realtà. A livello reale, l’efficienza di qualsiasi motore termico viene ridotta significativamente da vari fattori, come la dissipazione di calore, i cali di pressione e le perdite relative agli attriti.