Zastosowanie organicznego obiegu Rankine’a (ORC) zasilanego niskotemperaturowymi źródłami ciepła do produkcji energii elektrycznej

Kajurek, J.; Rusowicz, A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Zastosowanie organicznego obiegu Rankine’a (ORC) zasilanego niskotemperaturowymi źródłami ciepła do produkcji energii elektrycznej

Autorzy

Kajurek J. , Rusowicz A.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Use of Rankine Organic Cycle (ORC) powered by low temperature heat sources for electricity production

Języki publikacji

Abstrakty

Organiczny obieg Rankine’a to obiecująca technologia pozwalająca na wykorzystanie ciepła nisko- i średniotemperaturowego, którego źródłem mogą być procesy przemysłowe i odnawialne źródła energii, do produkcji energii elektrycznej. Istota jego pracy sprowadza się do pracy parowego obiegu Rankine’a z tą różnicą, że czynnikiem roboczym nie jest woda, a związek organiczny lub nieorganiczny, charakteryzujący się niską temperaturą przemiany fazowej. Artykuł przybliża podstawowe zagadnienia związane z instalacjami ORC: prezentuje ich zasadę działania, wskazuje różnice w stosunku do układów parowych, przybliża podstawowe właściwości czynników roboczych, charakteryzuje źródła ciepła i opisuje możliwości ich wykorzystania oraz analizuje rynek instalacji ORC.

Organic Rankine Cycle (ORC) is a promising technology which allows utilizing low and middle temperature heat from industrial processes or renewable energy sources, to production electrical energy. The organic Rankine cycle works like a Clausius–Rankine cycle but uses organic working fluid with low boiling point instead of water. The article presents basics issues concerning ORC installations. It describes the principle of operation, presents the comparison with steam cycle, discusses the properties of working fluids, characterizes the heat sources giving examples of their usage, and analyzes current market of ORC installations.

Słowa kluczowe

organiczny obieg Rankine’a ORC ciepło niskotemperaturowe ciepło odpadowe źródła ciepła czynniki robocze czynniki organiczne

Organic Rankine Cycle low-temperature heat waste heat heat sources working fluids organic fluids

Wydawca

Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Aparatury Badawczej i Dydaktycznej, COBRABiD sp. z.o.o

Czasopismo

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

Rocznik

2017

Tom

T. 22, nr 3

Strony

159--173

Opis fizyczny

Bibliogr. 46 poz., rys., tab. wykr.

Twórcy

autor

Kajurek J.

Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa, Politechnika Warszawska, Warszawa, Polska

autor

Rusowicz A.

Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa, Politechnika Warszawska, Warszawa, Polska

Bibliografia

1. Bao J., Zhao L., A review of working fluid and expander selections for organic Rankine cycle, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 24/2013, 325-342.
2. Barbier E., Geothermal energy technology and current status: an overview, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 6/2002, 3-65.
3. Brückner S., Liu S., Miró L., Radspieler M., Cabeza L. F., Lävemann E., Industrial waste heat recovery technologies: An economic analysis of heat transformation technologies, Applied Energy, 151/2015, 157-167.
4. Bujalski W., Futyma K., Grzebielec A., Milewski J., Kucowski J., Rudowicz Z., Rusowicz A., Analiza czynników niskowrzących do rozprężania w cylindrze z tłokiem hydraulicznym, Chłodnictwo, LI(11)/2016, 16-19.
5. Chaczykowski M., Papierowska E., Wykorzystanie technologii ORC w celu wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych, Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska 61/2013, 336-347.
6. Chen H., Goswami Y., Stefanakos E. K., A review of thermodynamic cycles and working fluids for the conversion of low-grade heat, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14/2010, 3059-3067.
7. Chmielniak T., Technologie energetyczne, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2008.
8. Chys M., van den Broek M., Vanslambrouck B., De Paepe M., Potential of zeotropic mixtures as working fluids in organic Rankine cycles, Energy, 44/2012, 623-632.
9. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE.
10. Geothermal Energy Association: 2016 Annual U.S. & Global Geothermal Power Production Report, March 2016.
11. Grzebielec A., Pluta Z., Ruciński A., Rusowicz A., Czynniki chłodnicze i nośniki energii, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2011.
12. Hærving J., Sørensen K., Condra T. J., Guidelines for optimal selection of working fluid for an organic Rankine cycle in relation to waste heat recovery, Energy, 96/2016, 592-602.
13. He C., Liu C., Zhou M., Xie H., Xu X., Wu S., A new selection principle of working fluids for subcritical organic Rankine cycle coupling with different heat sources, Energy, 68/2014, 283-291.
14. Heberle F., Preißinger M., Brüggemann D., Zeotropic mixtures as working fluids in Organic Rankine Cycles for low-enthalpy geothermal resources, Renewable Energy, 37/2012, 364-370.
15. Hung T. C., Wang S. K., Kuo C. H., Pei B. S., Tsai K. F., A study of organic working fluids on system efficiency of an ORC using low-grade energy sources, Energy, 35/2010, 1403-1411.
16. International Energy Agency: Key World Energy Statistics, 2016.
17. Kajurek J., Rusowicz A., Grzebielec A., Bujalski W., Futyma K., Szczęśniak A., Rudowicz Z., Wpływ właściwości czynnika roboczego na pracę organicznego obiegu Rankine’a, Rynek Energii, 129(2)/2017, 68-79.
18. Lecompte S., Huisseune H., van den Broek M., Vanslambrouck B., De Paepe M., Review of organic Rankine cycle (ORC) architectures for waste heat recovery, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 47/2015, 448-461.
19. Liu B. T., Chien K. H., Wang C. C., Effect of working fluids on organic Rankine cycle for waste heat recovery, Energy, 29/2004, 1207-1217.
20. Liu Q., Duan Y., Yang Z., Effect of condensation temperature glide on the performance of organic Rankine cycles with zeotropic mixture working fluids, Applied Energy, 115/2014, 394-404.
21. Maizza V., Maizza A., Working fluids in non-steady flows for waste energy recovery systems, Applied Thermal Engineering, 7/1995, 579-590.
22. Quoilin S., van den Broek M., Declaye S., Dewallef P., Lemort V., Techno-economic survey of Organic Rankine Cycle (ORC) systems, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 22/2013, 168-186.
23. Rahbar K., Mahmoud S., Al-Dadah R. K., Moazami N., Mirhadizadeh S. A., Review of organic Rankine cycle for small-scale applications, Energy Conversion and Management, 13/2017, 135-155.
24. Schuster A., Karellas S., Kakaras E., Spliethoff A., Energetic and economic investigation of Organic Rankine Cycle applications, Applied Thermal Engineering, 29/2009, 1809-1817.
25. Tchanche B. F., Lambrinos G., Frangoudakis A., Papadakis G., Low-grade heat conversion into power using organic Rankine cycles – A review of various applications, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15/2011, 3963-3979.
26. Tchanche B. F., Pétrissans M., Papadakis G., Heat resources and organic Rankine cycle machines, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 39/2014, 1185-1199.
27. Vélez F., Segovia J. J., Martín M. C., Antolín G., Chejne F., Quijano A., A technical, economical and market review of organic Rankine cycles for the conversion of low-grade heat for power generation, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16/2012, 4175-4189.
28. Wang D., Ling X., Peng H., Liu L., Tao L., Efficiency and optimal performance evaluation of organic Rankine cycle for low grade waste heat power generation, Energy, 50/2013, 343-352.
29. Wolf N., Gabby A., Sarulla 330 MW Geothermal Project Key Success Factors in Development, Proceedings World Geothermal Congress 2015.
30. Zhai H., An Q., Shi L., Lemort V., Quoilin S., Categorization and analysis of heat sources for organic Rankine cycle systems, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 64/2016, 790-805.
31. Strona internetowa: www.adoratec.com
32. Strona internetowa: www.electratherm.com
33. Strona internetowa: www.enertime.com
34. Strona internetowa: www.enogia.com
35. Strona internetowa: www.e-rational.net
36. Strona internetowa: www.exergy-orc.com
37. Strona internetowa: www.gmk.info
38. Strona internetowa: www.kaishantechnologies.com
39. Strona internetowa: www.orc-world-map.org
40. Strona internetowa: www.ormat.com
41. Strona internetowa: www.ozcsa.pl
42. Strona internetowa: www.polytechnik.com.pl
43. Strona internetowa: www.powergen.gepower.com
44. Strona internetowa: www.triogen.nl
45. Strona internetowa: www.turboden.eu
46. Strona internetowa: www.pw.utc.com

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-d6c06ded-4e4e-4d62-8c1d-49a896ce896a