Với sự nhấn mạnh ngày càng tăng đối với việc sử dụng năng lượng tái tạo, chu trình Rankine hữu cơ (ORC) đang trở thành một giải pháp để chuyển đổi năng lượng nhiệt hiệu quả cao.Công nghệ lưu thông này đặc biệt phù hợp để sử dụng các nguồn nhiệt ở nhiệt độ thấp, do đó làm cho nhiệt thải và các nguồn nhiệt chất lượng thấp khác có sẵn.
Chu trình Rankine hữu cơ có thể chuyển đổi nhiệt chất thải thành điện một cách hiệu quả, có ý nghĩa sâu rộng đối với các công nghiệp và các mục đích sử dụng khác.
Các chu kỳ động cơ nhiệt truyền thống có xu hướng chỉ được tối ưu hóa đối với các nguồn nhiệt ở nhiệt độ cao, trong khi các chu kỳ Rankine hữu cơ sử dụng các nguồn nhiệt nhiệt độ thấp, giúp nó linh hoạt hơn ở cả vật liệu và hoạt động.Dựa trên điểm này, các ứng dụng thương mại của Orc đang tăng dần, đặc biệt là trong các lĩnh vực năng lượng địa nhiệt, thu hồi nhiệt chất thải và sản xuất năng lượng đốt chất thải.
Trong chu kỳ Rankine hữu cơ, sự thay đổi pha và tính chất nhiệt động của chất lỏng làm việc được sử dụng khác nhau đáng kể so với chu kỳ hơi nước truyền thống.Quá trình làm việc của chu kỳ này bao gồm bốn giai đoạn chính: nén, sưởi ấm, mở rộng và làm mát.
Trong giai đoạn nén, chất lỏng làm việc chất lỏng được chuyển đến môi trường áp suất cao thông qua máy bơm.Trong giai đoạn gia nhiệt, chất lỏng làm việc nhận năng lượng từ nguồn nhiệt ở nhiệt độ thấp trong bộ trao đổi nhiệt và chuyển đổi nó thành khí.Trong quá trình mở rộng, trong phần mở rộng, khí giải phóng năng lượng, đẩy máy phát điện để tạo ra điện.Cuối cùng, khí chưa hoàn thành trở lại hệ thống làm mát và trở thành chất lỏng trở lại vào tuần hoàn.
Chu kỳ này có thể chuyển đổi năng lượng với chi phí năng lượng thấp hơn và tối đa hóa việc sử dụng năng lượng nhiệt.
Vòng xếp hạng hữu cơ có khả năng thích ứng và linh hoạt cao hơn so với vòng lặp Rankine truyền thống.Đặc biệt là khi phải đối mặt với việc thay đổi điều kiện hoạt động, hiệu quả của Orc vẫn cao, điều này làm cho nó đặc biệt phổ biến trong việc thay đổi nhu cầu thị trường.
Hơn nữa, vì các chất lỏng hữu cơ thường tiêu thụ tương đối ít năng lượng trong quá trình khí hóa và hóa lỏng của chúng, chi phí chuyển đổi năng lượng nhiệt tổng thể cũng tương đối thấp.Hơn nữa, do tính chất của các chất lỏng này, chu trình Rankine hữu cơ cũng có thể làm giảm lượng khí thải gây ô nhiễm, đặc biệt là ngày nay với những lo ngại ngày càng tăng về các tác động môi trường.
Các kịch bản ứng dụng của công nghệ ORC bao gồm: thu hồi nhiệt chất thải công nghiệp, sử dụng năng lượng địa nhiệt, chuyển đổi năng lượng sau khi đốt chất thải, v.v ... Những khu vực này kém phát triển trong quá khứ hiện đã được đánh giá lại và chú ý.
Đó là việc thúc đẩy các ứng dụng thực tế này đã dần dần được thực hiện ORC được coi là một công nghệ quan trọng để chuyển đổi năng lượng trong tương lai.
Mặc dù tiềm năng của công nghệ ORC rất thú vị, nhưng nó vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức.Ví dụ, chọn chất lỏng làm việc phù hợp để thích ứng với nguồn nhiệt để đảm bảo tính ổn định và ổn định của hệ thống trong khi vẫn duy trì hiệu quả cao.
Các kỹ sư cần thực hiện sự đánh đổi tốt trong lựa chọn chất lỏng và thiết kế hệ thống để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu trong tất cả các loại ứng dụng.
Với sự tiến bộ của công nghệ năng lượng tái tạo, ước tính ORC sẽ được thúc đẩy trong các lĩnh vực ứng dụng nhiều hơn và nghiên cứu trong tương lai cũng sẽ được cam kết cải thiện hiệu quả hệ thống và giảm chi phí.
Điều này mang lại cho chúng ta những suy nghĩ: Làm thế nào để khám phá tốt hơn tiềm năng của các nguồn nhiệt ở nhiệt độ thấp để giúp tương lai của sự phát triển bền vững?