Anda ingin listrik. Untuk mendapatkannya biasanya membutuhkan turbin yang berputar. Tapi apa yang berputar? Apakah itu udara? Apakah itu uap? Jawabannya mengubah segalanya tentang cara kerja mesin, berapa biayanya, dan di mana lokasinya.
Kebanyakan orang memasukkan “turbin” ke dalam satu ember. Seharusnya tidak. Ada dua pemain dominan di sini: siklus Brayton dan siklus Rankine. Seseorang menghirup gas. Yang lainnya merebus air.
Bagaimana Siklus Brayton Menggunakan Udara Terkompresi
Siklus Brayton adalah mesin di balik turbin gas. Pikirkan mesin jet. Bayangkan unit-unit besar yang berada di atap pembangkit listrik.
Fluida kerja di sini adalah gas. Biasanya udara.
Prosesnya dimulai dengan kompresi. Kompresor memeras udara, meningkatkan tekanan dan energinya. Ini tidak gratis. Ini membutuhkan kerja keras. Tapi udara bertekanan tinggi itu siap menghadapi apa yang akan terjadi selanjutnya.
Lalu, panaskan.
Sumber pembakaran eksternal membuang energi ke dalam gas terkompresi tersebut. Lonjakan suhu. Gas tersebut mengembang dengan hebat. Gas berenergi tinggi yang mengembang ini mengalir ke turbin.
Itu mengenai bilahnya. Bilahnya berputar. Rotasi itu adalah kerja mekanis.
“Panas dari sumber pembakaran eksternal kemudian ditambahkan ke gas, menyebabkannya memuai sebelum melewati turbin.”
Di sinilah siklusnya terbagi.
Dalam siklus Brayton terbuka, gas bekas tersebut akan hilang begitu saja. Itu keluar melalui tumpukan knalpot. Itu hilang. Anda menarik udara segar untuk putaran berikutnya. Sederhana. Cukup efisien untuk memulai dengan cepat.
Dalam siklus Brayton tertutup, gas tetap terperangkap. Itu akan didinginkan, dikompresi ulang, dan dimasukkan kembali ke dalam loop. Tidak ada knalpot. Hanya siklus tertutup dari daur ulang gas.
Mengapa Siklus Rankine Mendidih Air
Siklus Rankine berbeda. Ia bekerja pada cairan. Secara khusus, air.
Anda tidak bisa hanya memompa uap secara efisien. Anda memompa cairan.
Sebuah pompa mendorong air menuju sumber panas. Pada pembangkit listrik konvensional, sumber panasnya adalah boiler. Ketel merebus air. Itu berubah menjadi uap.
Uap membutuhkan lebih banyak ruang daripada air cair. Itu berkembang.
Uap yang mengembang itu mengenai turbin. Sama seperti siklus Brayton, uap mendorong bilahnya. Turbin berputar. Rotor itu menggerakkan generator. Induksi elektromagnetik mulai bekerja. Anda mendapatkan listrik.
Tapi tunggu. Siklusnya belum selesai.
Dalam sistem Rankine, uap tersebut tidak terbang begitu saja ke atmosfer. Itu melewati kondensor. Itu menjadi dingin. Itu berubah kembali menjadi air cair.
Kemudian berputar kembali ke pompa.
Gas vs Uap: Siklus Mana yang Sesuai dengan Kebutuhan Anda?
Jadi, yang mana yang kamu gunakan?
Itu tergantung pada apa yang Anda coba lakukan.
Turbin gas (Brayton) cepat. Mereka memulai dengan cepat. Mereka bagus untuk daya beban puncak—saat semua orang menyalakan AC pada jam 5 sore dan Anda membutuhkan jus sekarang. Mereka menangani beban variabel dengan baik. Namun seringkali kurang efisien pada beban dasar dibandingkan dengan uap.
Turbin uap (Rankine) stabil. Mereka adalah pekerja keras. Pembangkit listrik tenaga nuklir, pembangkit listrik tenaga batu bara, bahkan beberapa pembangkit listrik tenaga panas matahari menggunakan siklus Rankine. Benar
