Binary cycle
ஒரு பைனரி சுழற்சி என்பது புவிவெப்ப வளங்களிலிருந்து மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்வதற்கான ஒரு முறையாகும், மேலும் இரண்டு தனித்தனி திரவ சுழற்சிகளைப் பயன்படுத்துகிறது, எனவே பைனரி சுழற்சி. முதன்மை சுழற்சி நீர்த்தேக்கத்திலிருந்து புவிவெப்ப ஆற்றலைப் பிரித்தெடுக்கிறது, மேலும் இரண்டாம் நிலை சுழற்சி வெப்பத்தை செயல்பாடாக மாற்றி ஜெனரேட்டரை இயக்கி மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது. பைனரி சுழற்சிகள் குறைந்த வெப்பநிலை புவிவெப்ப வளங்களிலிருந்து (<180 டிகிரி செல்சியஸ்) கூட மின்சார உற்பத்தியை அனுமதிக்கின்றன, இல்லையெனில் அவை ஃபிளாஷ் மின் நிலையங்களை பொருளாதார ரீதியாக சாத்தியமாக்க போதுமான அளவு நீராவியை உற்பத்தி செய்யும். இருப்பினும், குறைந்த வெப்பநிலை காரணமாக பைனரி சுழற்சிகள் சுமார் 10-13% இன் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளன. ஒற்றை திறந்த சுழற்சியைப் பயன்படுத்தும் உலர்-நீராவி அல்லது ஃபிளாஷ் போன்ற வழக்கமான புவிவெப்ப மின் உற்பத்தி முறைகளுக்கு மாறாக, ஒரு பைனரி சுழற்சி இரண்டு தனித்தனி சுழற்சிகளைக் கொண்டுள்ளது, எனவே பைனரி சுழற்சி. முதன்மை சுழற்சி புவிவெப்ப நீர்த்தேக்கத்திலிருந்து வெப்பத்தை பிரித்தெடுக்கிறது மற்றும் இதை இரண்டாம் நிலை சுழற்சிக்கு வழங்குகிறது, இது ஒரு ஜெனரேட்டரை இயக்குவதற்கும் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்வதற்கும் வெப்பத்தை வேலையாக மாற்றுகிறது (வெப்ப இயந்திரத்தைப் பார்க்கவும்). வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியாக, பைனரி சுழற்சி மின் நிலையங்கள் நிலக்கரி எரிப்பு அல்லது அணு மின் நிலையங்களைப் போலவே உள்ளன, அவை ரேங்கைன் மின் சுழற்சிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன, முக்கிய வேறுபாடு வெப்ப மூலமும் சுழற்சி வேலை செய்யும் திரவத்தின் தேர்வும் ஆகும். முதன்மை சுழற்சி புவிவெப்ப நீர்த்தேக்கத்தின் சூடான உள்ளிருப்பு திரவம் (அல்லது ஜியோஃப்ளூயிட்) ஒரு கிணறு வழியாக மேற்பரப்பில் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, தேவைப்பட்டால் ஒரு பம்ப் உதவியுடன். மேற்பரப்பில், சூடான புவி திரவம் அதன் வெப்பத்தில் சிலவற்றை இரண்டாம் நிலை சுழற்சிக்கு, வெப்பப் பரிமாற்றி வழியாக மாற்றுகிறது, இதனால் செயல்முறையில் குளிர்கிறது. குளிர்ந்த புவி திரவம் பின்னர் ஒரு தனி கிணறு வழியாக புவி வெப்ப நீர்த்தேக்கத்திற்குள் மீண்டும் செலுத்தப்படுகிறது, அங்கு அது மீண்டும் சூடாக்கப்படுகிறது. முதன்மை சுழற்சி ஒரு "திறந்த" சுழற்சியாக கருதப்படுகிறது. இரண்டாம் நிலை சுழற்சி குளிர் உயர் அழுத்த வேலை செய்யும் திரவம் சூடான புவி திரவத்தால் வெப்பப் பரிமாற்றியில் சூடாக்கப்பட்டு ஆவியாக்கப்படுகிறது. சூடான உயர் அழுத்த நீராவி ஒரு விசையாழியில் விரிவுபடுத்தப்பட்டு குளிர்விக்கப்பட்டு ஒரு ஒடுக்கியில் அமுக்கப்படுகிறது. வளையத்தை மூட, குளிர்ந்த குறைந்த அழுத்த திரவம் ஒரு ஊட்ட பம்ப் வழியாக ஒடுக்கப்படுகிறது. இரண்டாம் நிலை சுழற்சி ஒரு மூடிய சுழற்சி ஆகும். இரண்டு முக்கிய இரண்டாம் நிலை சுழற்சி கட்டமைப்புகள் ஆர்கானிக் ரேங்கைன் சுழற்சிகள் (ஓ. ஆர். சி) அல்லது கலினா சுழற்சிகள் ஆகும், முக்கிய வேறுபாடு வேலை செய்யும் திரவத்தின் தேர்வு ஆகும்; ஒரு கரிம திரவம் (பொதுவாக ஒரு ஹைட்ரோகார்பன் அல்லது குளிரூட்டும்) அல்லது முறையே ஒரு நீர்-அமோனியா கலவை. வரலாறு பைனரி சுழற்சி புவிவெப்ப மின் நிலையத்தின் ஆரம்ப எடுத்துக்காட்டு 1940-1943 க்கு இடையில் இத்தாலியின் இஸ்சியாவில் அமைந்திருப்பதாக கருதப்படுகிறது. இந்த ஆலை 250 கிலோவாட் திறனில் வேலை செய்யும் திரவமாக எத்தைல் குளோரைடைப் பயன்படுத்தியதாக கருதப்படுகிறது. இருப்பினும், அதே நேரத்தில் இரண்டாம் உலகப் போர் நடந்ததால், இந்த குறிப்பிட்ட நிறுவலைப் பற்றி அதிகம் தெரியவில்லை. மற்றொரு பைனரி சுழற்சி புவிவெப்ப மின் நிலையம் 1967 ஆம் ஆண்டில் ரஷ்யாவின் கம்சத்கா தீபகற்பத்தில் பெட்ரோபாவ்லோவ்ஸ்க் அருகே செயல்படத் தொடங்கியது. இது 670 கிலோவாட் என மதிப்பிடப்பட்டது மற்றும் அறியப்படாத எண்ணிக்கையிலான ஆண்டுகளுக்கு ஓடியது, இது பைனரி சுழற்சி புவிவெப்ப மின் நிலையங்களின் கருத்தை நிரூபிக்கிறது. டிசம்பர் 2014 நிலவரப்படி, உலகெங்கிலும் உள்ள 15 நாடுகளில் 203 பைனரி சுழற்சி புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள் இருந்தன, அவை அனைத்து புவிவெப்ப மின் நிலையங்களிலும் 35 சதவீதத்தை பிரதிநிதித்துவப்படுத்துகின்றன, ஆனால் மொத்த புவிவெப்ப சக்தியில் (சுமார் 1250 மெகாவாட்) 10.4% ஐ மட்டுமே உற்பத்தி செய்கின்றன. மாறுபாடுகள் இரட்டை அழுத்தம் வேலை செய்யும் திரவம் இரண்டு வெவ்வேறு அழுத்த நிலைகளில் ஆவியாகிறது, இதனால் வெப்பநிலை. புவிப்பாய்வு குளிரூட்டும் வளைவுக்கும் வேலை செய்யும் திரவ வெப்ப வளைவுக்கும் இடையே நெருக்கமான பொருத்தத்தை பராமரிப்பதன் மூலம் முதன்மை வெப்பப் பரிமாற்றியில் ஆற்றல் இழப்புகளைக் குறைப்பதன் மூலம் இது செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது. இரட்டை திரவம் இரண்டு இரண்டாம் நிலை சுழற்சிகள் ஒன்றோடொன்று இயக்கப்படுகின்றன, ஒவ்வொன்றும் தனித்தனியாக வேலை செய்யும் திரவம் மற்றும் கொதிநிலை கொண்டவை. புவி திரவக் குளிரூட்டல் வளைவுக்கும் வேலை செய்யும் திரவங்களின் வெப்ப வளைவுகளுக்கும் இடையே நெருக்கமான பொருத்தத்தை உறுதி செய்வதன் மூலம், வெப்ப அறிமுக செயல்முறையின் சுறுசுறுப்பான இழப்புகளைக் குறைப்பதன் மூலம் இது செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது. செயல்திறன் ஒரு எளிய பைனரி சுழற்சி மற்றும் அதன் தனிப்பட்ட கூறுகளின் செயல்திறனை பின்வருமாறு கணக்கிடலாம்ஃ விசையாழி என்பது விசையாழியால் செய்யப்படும் வேலையின் விகிதம், கிலோவாட்டில் வேலை செய்யும் திரவத்தின் வெகுஜன ஓட்ட விகிதம், கிலோ/வி விசையாழி செயல்திறன், பரிமாணமற்றது விசையாழி நுழைவாயிலில் வேலை செய்யும் திரவத்தின் குறிப்பிட்ட என்தால்பி, கேஜே/கிலோ விசையாழி கடையில் வேலை செய்யும் திரவத்தின் குறிப்பிட்ட என்தால்பி, விசையாழியில் ஐசன்ட்ரோபிக் விரிவாக்கம், கேஜே/கிலோ கண்டன்சரில். கண்டன்சரில் உள்ள வேலை செய்யும் திரவத்திலிருந்து அகற்றப்பட்ட வெப்ப விகிதம், kW இல் மற்றும் கண்டன்சர் நுழைவாயில் மற்றும் வெளியேறும் இடத்தில் வேலை செய்யும் திரவத்தின் குறிப்பிட்ட என்தால்பி முறையே, kJ/KG இல் குளிரூட்டியின் வெகுஜன ஓட்ட விகிதம், கிலோ/s இல் மற்றும் கண்டன்சர் நுழைவாயில் மற்றும் வெளியேறும் இடத்தில் குளிரூட்டியின் குறிப்பிட்ட என்தால்பி முறையே, kJ/KG ஃபீட் பம்பில் வேலை செய்யும் திரவத்தை அழுத்துவதற்கு பம்ப் செய்த வேலையின் விகிதம், kW இல் ஃபீட் பம்ப் கடையில் வேலை செய்யும் திரவத்தின் குறிப்பிட்ட என்தால்பி, ஐசன்ட்ரோபிக் சுருக்கத்தை கருதி, kJ/KG இல் ஃபீட் பம்ப் நுழைவாயிலில் வேலை செய்யும் திரவத்தின் குறிப்பிட்ட என்தால்பி, kJ/KG இல் முதன்மை வெப்பப் பரிமாற்றிக்குள் வேலை செய்யும் திரவத்தில் சேர்க்கப்பட்ட வெப்பத்தின் விகிதம், kW என்பது முதன்மை வெப்பப் பரிமாற்றியின் நுழைவாயிலில் வேலை செய்யும் திரவத்தின் குறிப்பிட்ட என்தால்பி, kJ/KG இல் ஜியோஃப்ளூயிட்டின் வெகுஜன ஓட்ட விகிதம், KG/S இல் மற்றும் முறையே முதன்மை வெப்பப் பரிமாற்றியின் நுழைவாயில் மற்றும் வெளியேறும் இடத்தில் ஜியோஃப்ளூயிட்டின் குறிப்பிட்ட என்தால்பி, kJ/KG செயல்திறனில் பரிசீலிக்கக்கூடிய செயல்திறனின் பல்வேறு வரையறைகள் உள்ளன; இவை கீழே விவாதிக்கப்படுகின்றன. முதல் விதி செயல்திறன் முதல் விதி செயல்திறன் (வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் சட்டத்திலிருந்து) என்பது சுழற்சிக்கு வழங்கப்பட்ட வெப்பத்தை பயனுள்ள வேலையாக மாற்றுவதற்கான அளவீடு ஆகும். நிஜ வாழ்க்கை இழப்புகள் மற்றும் திறமையின்மைகளைக் கணக்கிடும்போது, உண்மையான பைனரி சுழற்சி புவிவெப்ப ஆலைகள் 10-13% க்கு இடையில் முதல் சட்ட செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளன. கார்னாட் செயல்திறன் கார்னாட் செயல்திறன் ஒரு சிறந்த வெப்ப இயக்கவியல் சுழற்சியின் செயல்திறனை வழங்குகிறது, இது வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளின் இரண்டு நீர்த்தேக்கங்களுக்கு இடையில் செயல்படுகிறது, எனவே இது எந்தவொரு வெப்ப இயந்திரத்தின் செயல்திறனுக்கும் ஒரு கோட்பாட்டு அதிகபட்சத்தை வழங்குகிறது. இந்த காரணத்திற்காக, ஒரு புவிவெப்ப மின் நிலையம் 180 டிகிரி செல்சியஸில் (≈ 450 கே) சூடான புவி திரவத்தை உற்பத்தி செய்து, 25 டிகிரி செல்சியஸில் (≈ 298 கே) வெப்பத்தை நிராகரிக்கும் அதிகபட்ச செயல்திறன் வெறும் 34 சதவீதமாகும். இரண்டாவது விதி செயல்திறன் (வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது சட்டத்திலிருந்து) என்பது கிடைக்கக்கூடிய அதிகபட்ச வேலையின் பயன்பாடு மற்றும் பயனுள்ள வேலையாக மாற்றுவதற்கான அளவீடு ஆகும். இது ஜியோஃப்ளூயிட்டின் எக்ஸர்ஜி விகிதம், kW இல். , & என்பது குறிப்பிட்ட என்தால்பி, கேஜே/கிலோவில், குறிப்பிட்ட என்ட்ரோபி, கேஜே/கிலோ/கே இல் மற்றும் முழுமையான வெப்பநிலை, கே இல், உள்ளூர் குறிப்பு நிலையில் ஜியோஃப்ளூயிட்டின். இது உள்ளூர் சுற்றுப்புற, ஈரமான-பல்ப் அல்லது மறு ஊசி நிலைமைகளாக இருக்கலாம். வேலை செய்யும் திரவம் தேர்வு எந்தவொரு பைனரி சுழற்சியிலும் வேலை செய்யும் திரவம் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது, மேலும் கவனமாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட வேண்டும். பொருத்தமான திரவத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கான சில அளவுகோல்கள் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளன. சுழற்சியின் அதிகபட்ச வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்திற்கு மேலே ஒரு முக்கியமான வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம்-பெரும்பாலான வெப்பம் அதிகபட்ச வெப்பநிலையில் மாற்றப்பட்டு, செயல்திறனை அதிகரிக்கிறது. தலைகீழ் U ஐ ஒத்த ஒரு செறிவு குவிமாடம்-இது விசையாழியில் திரவத்தை வெளியேற்றுவதைத் தடுக்கிறது, இது செயல்திறனைக் குறைக்கிறது, விசையாழி கத்திகளை சேதப்படுத்துகிறது, இதனால் விசையாழியின் ஆயுட்காலம் குறைகிறது. உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன்-முதன்மை வெப்பப் பரிமாற்றி மற்றும் கண்டன்சரில் வெப்பப் பரிமாற்றத்தை மேம்படுத்துகிறது, இது தேவையான மொத்த வெப்பப் பரிமாற்றப் பகுதியைக் குறைக்கிறது, எனவே ஆலையின் செலவு குறைகிறது. சுற்றுச்சூழல் பொருந்தக்கூடிய தன்மை-நச்சு அல்லாத, கார்சியோஜெனிக் அல்லாத, குறைந்த புவி வெப்பமடைதல் திறன், குறைந்த ஓசோன் குறைப்பு திறன், எரியாத, வேதியியல் ரீதியாக மந்தமானது. குறைந்த விலை மற்றும் எளிதில் கிடைக்கும். மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் வணிக உற்பத்தியில் ஏராளமான பைனரி சுழற்சி மின் நிலையங்கள் உள்ளன. ஆர்கானிக் ரேங்கைன் சுழற்சி ஓல்கேரியா III, கென்யா மம்மத் லேக்ஸ், கலிபோர்னியா, யுனைடெட் ஸ்டேட்ஸ் ஸ்டீம்போட் ஸ்பிரிங்ஸ் (நெவாடா), யுனைடெட் ஸ்டேட்ஸ் டெ ஹுக்கா பவர் ஸ்டேஷன், நியூசிலாந்து கிர்ச்ஸ்டாக் (முனிச்), ஜெர்மனி டிரான்ரூட், ஜெர்மனி கலினா சுழற்சி ஹுசாவிக் பவர் ஸ்டேஷன் ஜியோதர்மி அன்டர்ஹாச்சிங் மேலும் காண்க ஜியோதர்மல் மின்சாரம் வேலை செய்யும் திரவ ஆர்கானிக் ரேங்கைன் சுழற்சி கலினா ஜியோதர்மல் ஆற்றல் குறிப்புகள்