Zdalny grzejnik do systemów energii słonecznej
Chociaż dużo ciepła musi zostać usunięte, aby skondensować parę używaną do napędzania generatorów turbinowych, systemy chłodzenia są zazwyczaj głównym źródłem wody dla elektrowni. Źródła wody, takie jak rzeki i jeziora, historycznie zapewniały to chłodzenie, ale w ostatnich latach nastąpił wzrost liczby elektrowni stosujących suche chłodzenie (system chłodzenia, który zużywa niewiele wody lub nie zużywa jej wcale). Suche systemy chłodzenia wymagają więcej energii do działania i mają wyższy koszt początkowy. Wszystkie te problemy przyczyniają się do ogólnej obniżonej wydajności elektrowni, jednak suche systemy chłodzenia zużywają o 95 procent mniej wody niż mokre systemy chłodzenia.
Wiele elektrowni różnego typu wytwarza energię elektryczną poprzez podgrzewanie wody w celu wytworzenia pary, która jest następnie przetłaczana przez turbiny. Tego rodzaju system jest stosowany w niektórych instalacjach fotowoltaicznych, a także elektrowniach spalających węgiel i biomasę, elektrowniach jądrowych, niektórych elektrowniach gazowych i elektrowniach jądrowych. Turbiny tych elektrowni muszą obracać parę, która następnie musi zostać schłodzona, aby mogła skraplać się z powrotem w ciecz i zostać przesłana z powrotem do kotła lub wytwornicy pary.
Para jest często chłodzona i skraplana za pomocą wody w elektrowniach parowych. US Geological Survey szacuje, że 40 procent wszystkich pobrań wody w USA jest wykorzystywanych do wytwarzania energii, z czego większość do chłodzenia.
Systemy chłodzenia z recyrkulacją, które zawracają wodę chłodzącą, są wykorzystywane w ponad 61 procentach mocy produkcyjnych termoelektrycznych w USA. W tych systemach woda jest utrzymywana w rurociągach o obiegu zamkniętym, dzięki czemu można ją poddać recyklingowi. 36 procent mocy termoelektrycznej w USA pochodzi z elektrowni wykorzystujących systemy chłodzenia DC. Systemy te pobierają duże ilości wody z sąsiednich źródeł wody w celu schłodzenia skraplacza, a następnie uwalniają cieplejszą wodę z powrotem do pierwotnego źródła.
Większość z 3-procentowej suchej i hybrydowej wydajności chłodzenia w USA działa od 2000 r. Powietrze z otoczenia jest wykorzystywane przez suche systemy chłodzenia do schładzania i skraplania pary. Istnieją dwa rodzaje tych systemów: systemy bezpośrednie i systemy pośrednie. W suchych systemach bezpośredniego chłodzenia nie wykorzystuje się wody, ponieważ do skraplania pary wykorzystywane jest powietrze z otoczenia. W typowych skraplaczach chłodzonych wodą para w pośrednich suchych systemach chłodzenia jest skraplana, ale woda chłodząca w systemie zamkniętym pozostaje w tyle. W rezultacie woda nie jest tracona w wyniku parowania, co oznacza, że zużywa się bardzo mało wody.
Para może być skraplana zarówno wodą, jak i powietrzem w hybrydowych systemach chłodzenia, które łączą chłodzenie suche i mokre. Kiedy na zewnątrz jest chłodniej, systemy te są często budowane tak, aby działały jako systemy chłodzenia suchego, a gdy na zewnątrz jest cieplej i systemy suche są mniej wydajne, działają jako systemy chłodzenia mokrego.
W USA działają 83 obiekty z suchymi i hybrydowymi systemami chłodzenia oraz około 20 GW mocy wytwórczych pary. Teksas ma największą moc chłodzenia suchego (2,8 GW), tuż za nim uplasowała się Wirginia, chociaż Kalifornia ma najwięcej suchych systemów chłodzenia (13). (2,4 GW).
Około 83 procent wydajności operacyjnej chłodzenia suchego i hybrydowego zapewnia najpopularniejsza technologia generowania, cykl gazowo-parowy (NGCC). Ponieważ instalacje cyklu kombinowanego gazu ziemnego potrzebują znacznie mniej chłodzenia na MWh niż reaktory węglowe lub jądrowe, suche systemy chłodzenia są dla nich zazwyczaj bardziej opłacalne. Technika suchego chłodzenia jest stosowana w amerykańskich instalacjach gazowych o cyklu kombinowanym dla ponad 15 procent ich czynnej zdolności produkcyjnej.
W przypadku skoncentrowanych systemów energii słonecznej suche chłodzenie jest kolejnym atrakcyjnym wyborem. Wiele nowoczesnych skoncentrowanych systemów energii słonecznej wykorzystuje suche chłodzenie, ponieważ znajdują się one w regionach takich jak południowo-zachodnia część Stanów Zjednoczonych, gdzie zasoby wody są niewielkie, a zasoby słoneczne obfite.
