ORC  Organic Rankine Cycle

Il ciclo rankine

Il ciclo Rankine è un ciclo termodinamico che converte il calore in lavoro. Il calore viene fornito ad un circuito chiuso, che nel tradizionale ciclo Rankine a vapore utilizza l'acqua come fluido di lavoro. Il ciclo Rankine a vapore fornisce circa l'85% della produzione mondiale di elettricità.

Il principio del ciclo Rankine organico è lo stesso del ciclo Rankine a vapore per trasformare l'energia termica in energia meccanica e infine in energia elettrica attraverso un generatore elettrico ma, al posto dell'acqua come fluido di lavoro, il sistema ORC utilizza un fluido organico, caratterizzato da una elevata massa molecolare.
L'utilizzo di fluidi organici consente una rotazione più lenta della turbina, pressioni di lavoro più basse e nessuna erosione delle parti metalliche e della turbina.

Il turbogeneratore ORC utilizza olio diatermico a media-alta temperatura per preriscaldare e vaporizzare un fluido di lavoro organico opportuno nell'evaporatore (4> 5). Il vapore di fluido organico fa ruotare la turbina (5> 6), che è direttamente accoppiata al generatore elettrico, producendo energia elettrica in modo affidabile. Il vapore esausto attraversa il rigeneratore (6> 7), dove riscalda il liquido organico (2> 3) e viene quindi condensato nel condensatore raffreddato dal circuito di raffreddamento (7> 8> 1). Il fluido di lavoro organico viene quindi pompato (1> 2) nel rigeneratore e nell'evaporatore, completando così il ciclo chiuso.

CARATTERISTICHE

TECNOLOGIA SEMPLICE

• Caratteristiche tecniche semplici: basse pressioni in gioco, turbina a bassa velocità, numero limitato di stadi della turbina (≤6), fluidi autolubrificanti, non è richiesta acqua
• Funzionamento e manutenzione facili ed economici: funzionamento automatico (non è richiesto un operatore qualificato), attività di manutenzione minime, nessuna revisione importante (turbina non soggetta ad erosione e corrosione), procedure veloci di start-stop, nessun trattamento chimico e dell'acqua, basso rifornimento di fluido richiesto
• Possibilità di installare l'unità ORC in luoghi remoti, lavorando in modo efficiente

AFFIDABILITA'

• Alta disponibilità
• Lunga vita utile

FLESSIBILITA'

• Ampia gamma di dimensioni, dalle piccole alle medie dimensioni (fino a 20 MW per singolo albero)
• Diverse fonti di energia primaria, dalle energie rinnovabili (geotermica, solare, biomassa) all'efficienza energetica (cioè il calore di scarto dei processi industriali) ai combustibili convenzionali (gas naturale, gas di combustione)
• Diversi tipi di fluidi termovettori: fluidi intermedi (olio diatermico, vapore saturo, acqua) o direttamente dal fumo industriale attraverso uno scambio diretto
• Grande elasticità: diverse temperature della sorgente (anche al di sotto dei 100°C grazie alla selezione del fluido di lavoro appropriato); carico parziale (il sistema ORC mantiene un'elevata efficienza elettrica anche quando si opera con una minore potenza termica in ingresso, anche il 10% di quella nominale)
• Modalità di cogenerazione o modalità di sola potenza elettrica. Nella cogenerazione, la potenza termica può essere acqua calda o vapore
• Facilità di integrazione in sistemi preesistenti (ad es. nel recupero del calore residuo dei processi industriali)
• Capacità di funzionamento in modalità isola

SOSTENIBILITA'

• Sistema centrale per le energie rinnovabili e l'efficienza energetica
• Generazione pulita di energia e calore
• Riduzione delle emissioni di CO₂ (ad esempio nel recupero di calore o nel geotermico dove il sistema ORC funziona a zero emissioni grazie alla reiniezione)