آیا منابع تجدیدپذیر همیشه به تنهایی برای تامین انرژی‌های مورد نیاز ما کافی هستند؟ چگونه می‌توان از گرمای نهفته در آن‌ها بیشترین استفاده را کرد؟ با رشد مصرف انرژی و بحران‌های زیست‌محیطی، بهره‌گیری از فناوری‌های مکمل به اولویت تبدیل شده است. در این میان، سیکل رانکین آلی یا ORC، راهکاری بی‌نظیر برای تبدیل حرارت کم‌درجه به برق است. این فناوری منابع تجدیدپذیر را به آخرین سطح راندمان نزدیک می‌کند. در ادامه بررسی می‌کنیم چگونه ORC در کنار انرژی‌های پاک مانند ژئوترمال، خورشیدی و زیست‌توده، نقشی تعیین‌کننده در آینده انرژی ایفا می‌کند.

آیا می‌توان از ORC در کنار انرژی‌های تجدیدپذیر استفاده کرد؟

سؤال اصلی این است که منابع تجدیدپذیر مانند خورشید، زمین‌گرما و زیست‌توده، اغلب دارای محدودیت‌هایی در دما و شدت انرژی هستند. این موضوع باعث می‌شود بخش قابل‌توجهی از گرمای تولیدشده بلااستفاده باقی بماند. راه‌حل چیست؟ پاسخ در استفاده از فناوری‌هایی نهفته است که بتوانند این گرمای کم‌درجه را بازیابی و به برق تبدیل کنند. ORC دقیقاً برای همین منظور طراحی شده است. این سیستم با استفاده از سیالات آلی خاص، امکان استفاده از منابع حرارتی دمای پایین تا متوسط را فراهم می‌کند. بنابراین، ترکیب ORC با انرژی‌های تجدیدپذیر، عملی است و منجر به استفاده حداکثری از منابع موجود می‌شود.

ORC چگونه با منابع انرژی تجدیدپذیر هماهنگ می‌شود؟

چرخه رانکین آلی بر پایه تبدیل حرارت به انرژی مکانیکی و سپس برق طراحی شده است. برخلاف سیستم‌های سنتی که نیاز به دمای بسیار بالا دارند، ORC با دماهای بسیار پایین نیز عملکرد مناسبی ارائه می‌دهد. همین ویژگی آن را برای استفاده در کنار منابع تجدیدپذیر که معمولاً حرارتی با شدت کم دارند، مناسب می‌سازد. سیال کاری در ORC معمولاً از نوع آلی و دارای نقطه جوش پایین است که به آن اجازه می‌دهد در دمایی که آب بخار نمی‌شود، تبخیر و انرژی تولید کند. این سازگاری ذاتی، ORC را به یک گزینه مطلوب برای افزایش راندمان سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر تبدیل کرده است.

معرفی بهترین منابع انرژی‌های تجدیدپذیر برای استفاده در چرخه رانکین آلی

انرژی‌های تجدیدپذیر متنوعی همچون انرژی خورشیدی، باد، زمین‌گرمایی، زیست‌توده، امواج دریا و… وجود دارند که هرکدام ویژگی‌ها و پتانسیل‌های خاص خود را دارند، اما طبق بررسی‌ها و مطالعات تخصصی انجام‌شده در زمینه کاربرد این منابع در چرخه رانکین آلی (ORC)، تنها برخی از آن‌ها بهترین گزینه‌ها برای دستیابی به راندمان بالا و عملکرد پایدار محسوب می‌شوند. این انتخاب‌ها بر اساس عوامل مختلفی از جمله دمای منبع حرارتی، پایداری تولید، در دسترس بودن، هزینه بهره‌برداری و امکان انتقال حرارت به سیال کاری ORC انجام شده است. در ادامه بهترین منابع انرژی‌های تجدیدپذیر برای استفاده در چرخه رانکین آلی را به شما معرفی می‌کنیم.

ژئوترمال و ORC

؛ ترکیبی عالی برای برق پاک
منابع ژئوترمال یا زمین‌گرمایی معمولاً شامل آب یا بخار گرم در اعماق زمین هستند که دمای آن‌ها اغلب بین ۷۰ تا ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد است. این دماها برای توربین‌های بخار کلاسیک چندان مناسب نیستند، اما برای ORC یک گزینه عالی به‌شمار می‌روند. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های منابع ژئوترمال، پایداری آن‌هاست. برخلاف خورشید یا باد، انرژی زمین‌گرمایی در طول شبانه‌روز و فصل‌ها تغییری ندارد و به‌صورت پیوسته انرژی حرارتی تولید می‌کند.

ترکیب ORC با منابع ژئوترمال

، امکان تولید برق پایدار، کم‌هزینه و با آلایندگی بسیار پایین را فراهم می‌کند. این سیستم‌ها از منابع کم‌دما که قبلاً اقتصادی به‌نظر نمی‌رسیدند، به‌راحتی استفاده می‌کنند. همچنین، طراحی فشرده ORC و قابلیت نصب در فضاهای محدود، آن را به گزینه مناسبی برای نواحی دارای منابع زمین‌گرمایی کم‌عمق تبدیل کرده است. در کشورهای با پتانسیل ژئوترمال مانند ایران، این ترکیب سهم قابل‌توجهی از تولید برق پاک را به خود اختصاص می‌دهد.
خورشید در خدمت برق پایدار؛ استفاده از ORC در سیستم‌های حرارتی خورشیدی
در نیروگاه‌های خورشیدی متمرکز (CSP)، نور خورشید با استفاده از آینه‌ها و لنزها به نقطه‌ای متمرکز می‌شود و دمایی قابل‌توجه تولید می‌گردد. این گرما معمولاً در یک مخزن حرارتی ذخیره می‌شود و به‌صورت غیرمستقیم برای تولید برق استفاده می‌شود. اگرچه برخی از سیستم‌ها به دماهای بالا دست می‌یابند، بسیاری از آن‌ها تنها گرمای متوسط تولید می‌کنند، که برای ORC کاملاً مناسب است.
ORC به‌عنوان مبدل نهایی در نیروگاه‌های CSP عمل کرده و گرمای تولیدشده را به برق تبدیل می‌کند. استفاده از این تکنولوژی در کنار CSP، نیاز به تجهیزات سنگین و پرهزینه بخار را کاهش می‌دهد. همچنین، با توجه به این‌که ORC می‌تواند در دماهای پایین نیز عملکرد داشته باشد، تولید برق حتی در ساعات اولیه صبح و پس از غروب آفتاب (در صورت وجود ذخیره حرارتی) امکان‌پذیر می‌شود. این ویژگی بهره‌وری کلی سیستم را به طرز قابل‌توجهی افزایش می‌دهد.

زیست‌توده و ORC؛ راهی برای استفاده بهینه از ضایعات زیستی

زیست‌توده به هر نوع ماده آلی برگرفته از منابع زیستی مانند ضایعات کشاورزی، چوب، کود حیوانی و زباله‌های آلی گفته می‌شود. این منابع در اثر احتراق یا فرآیندهای تجزیه حرارتی، گرمایی تولید می‌کنند که معمولاً دمای آن از منابع فسیلی کمتر است. با این حال، این حرارت برای استفاده در ORC کاملاً مناسب است.
در سیستم‌های مبتنی بر زیست‌توده، گرمای حاصل از احتراق به‌وسیله بویلر به سیال ORC منتقل می‌شود. ORC به‌صورت پیوسته این انرژی را به برق تبدیل می‌کند، بدون آنکه نیاز به بخار و فشار بالا باشد. همچنین، با استفاده از ORC در این سیستم‌ها، میزان آلایندگی کاهش یافته و بهره‌وری کلی افزایش پیدا می‌کند. ترکیب این دو فناوری می‌تواند نقش مهمی در تأمین برق پاک مناطق روستایی و کشاورزی ایفا کند.
چرا ORC، پل اتصال مطمئن بین انرژی‌های تجدیدپذیر و تولید برق است؟
ORC به‌دلیل انعطاف‌پذیری حرارتی، کارکرد در دماهای پایین و سازگاری با منابع مختلف انرژی، نقش یک واسط هوشمند را میان انرژی حرارتی و برق ایفا می‌کند. این فناوری به‌راحتی در کنار منابع تجدیدپذیر مختلف بدون آنکه نیاز به بازطراحی کامل سیستم‌ها وجود داشته باشد نصب می‌شود. همچنین، با تولید برق از حرارت‌هایی که قبلاً هدر می‌رفتند، راندمان کلی سیستم‌های انرژی به‌طور محسوسی افزایش پیدا می‌کند. بنابراین، می‌توان گفت ORC پلی ایمن، اقتصادی و آینده‌دار برای گذار به سمت انرژی پاک است.
شرکت انرژی پاک آرویج؛ پیشگام در تلفیق ORC با انرژی‌های نو در ایران
شرکت انرژی پاک آرویج با تجربه اجرایی تخصصی، یکی از شرکت‌های پیشرو در پیاده‌سازی سیستم‌های ORC در کنار منابع انرژی تجدیدپذیر در ایران محسوب می‌شود. این شرکت در پروژه‌های گوناگون از جمله نیروگاه‌های ژئوترمال، سیستم‌های خورشیدی حرارتی و تأسیسات زیست‌توده‌ای، نقش فعال و مؤثری ایفا کرده است. خدمات آرویج شامل مشاوره فنی، طراحی مهندسی، تأمین تجهیزات و اجرای کامل پروژه است. تخصص این مجموعه در یکپارچه‌سازی ORC با منابع انرژی پاک، راه را برای بهره‌وری بالا و تولید برق پایدار هموار کرده است.
همین حالا بهره‌وری منابع تجدیدپذیر خود را افزایش دهید!
اگر به‌دنبال بهبود و افزایش راندمان پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر خود هستید، استفاده از فناوری ORC را جدی بگیرید. شرکت انرژی پاک آرویج آماده است تا با ارائه راهکارهای مهندسی، سیستم‌های سفارشی و پشتیبانی تخصصی، شما را در اجرای پروژه‌هایی پایدار همراهی کند. برای دریافت مشاوره رایگان، بازدید از پروژه‌های اجرایی یا همکاری در زمینه طراحی و اجرای سیستم‌های ORC، با کارشناسان ما تماس بگیرید. فرصت را از دست ندهید؛ قدمی بزرگ به‌سوی آینده‌ای پاک و هوشمند بردارید.