Kombine çevrim enerji santrali

Gateway Generating Station, Kaliforniya'da bulunan 530 megawatt elektrik üretim kapasitesine sahip bir doğal gaz kombine çevrim enerji santralidir.

Kombine çevrim enerji santrali, birbiri ardına sıralanmış, aynı ısı kaynağını kullanarak mekanik enerji üreten bir ısı motorları grubudur. Karada elektrik üretimi için kullanıldığı zaman kombine çevrim gaz türbini (çoğunlukla İngilizce kısaltması olan CCGT ile anılır) tesisi olarak adlandırılır. Benzer adlandırma, deniz taşıtlarında da kullanılır ve kombine gaz ve buhar (çoğunlukla İngilizce kısaltması olan COGAS ile anılır) tesisi olarak adlandırılır. İki veya daha fazla termodinamik çevrimin birleştirilmesi, genel verimliliği artırarak yakıt maliyetlerini azaltır.

Kombine çevrim enerji santrallerinin çalışma prensibi, ilk ısı motorunda çevrimin tamamlanmasından sonra aracı akışkanın (egzoz), ikinci bir ısı motorunu çalıştırarak ek enerji üretimi sağlayabilecek kadar sıcak olmasına dayalıdır. Genellikle ilk çevrimden (Brayton çevrimi) sonra hâlâ enerji üretimine yetecek kadar ısıya sahip olan egzoz (baca gazı), bir ısı değiştiriciden geçerek bu içerdiği ısıyı başka bir aracı akışkana aktarır. İkinci aracı akışkan genellikle sudur ve baca gazından aldığı ısıyla buharlaşır. Oluşan buhar ile ikinci bir çevrimde (Rankine çevrimi) enerji üretilir.

Birden fazla çevrimle güç üreterek, sistemin genel verimliliği %50-60 oranında artırılabilir. Yani örneğin %34'lük bir genel verimden (basit çevrimiçin), %64'e (kombine çevrimiçin) kadar çıkılabilir. Isı motorları, kullandıkları yakıtlardan elde edilen enerjinin yalnızca bir kısmını enerjiye çevirebilir, bu nedenle kombine çevrim yerine basit çevrim kullanıldığında (çoğunlukla bir gaz türbini) yanma sonrası açığa çıkan sıcak egzoz gazındaki (baca gazı) ısı, kullanılamadan boşa gider.