Vzdálený radiátor pro solární energetické systémy
Přestože ke kondenzaci páry používané k pohonu turbínových generátorů musí být odstraněno velké množství tepla, hlavním zdrojem vody pro elektrárny jsou obvykle chladicí systémy. Vodní zdroje, jako jsou řeky a jezera, toto chlazení historicky zajišťovaly, ale v posledních letech došlo k nárůstu počtu elektráren využívajících suché chlazení (chladicí systém, který spotřebovává málo nebo žádnou vodu). Suché chladicí systémy vyžadují více energie k provozu a mají vyšší počáteční náklady. Všechny tyto problémy přispívají k celkové snížené účinnosti elektráren, avšak suché chladicí systémy spotřebují o 95 procent méně vody než mokré chladicí systémy.
Mnoho elektráren různých typů vyrábí elektřinu ohřevem vody za vzniku páry, která je pak protlačována turbínami. Tento druh systému se používá v některých solárních zařízeních a také v elektrárnách spalujících uhlí a biomasu, jaderných elektrárnách, některých elektrárnách na zemní plyn a jaderných elektrárnách. Turbíny těchto elektráren musí produkovat páru, která se pak musí ochladit, aby mohla zkondenzovat zpět na kapalinu a poslat zpět do kotle nebo parogenerátoru.
Pára se často ochlazuje a kondenzuje pomocí vody v parních elektrárnách. Americká geologická služba US Geological Survey odhaduje, že 40 procent všech odběrů vody v USA se používá k výrobě elektřiny, z nichž většina je určena na chlazení.
Recirkulační chladicí systémy, které recyklují chladicí vodu, se používají ve více než 61 procentech kapacity výroby termoelektrické energie v USA. V těchto systémech je voda udržována v uzavřených potrubích, aby mohla být recyklována. 36 procent termoelektrické kapacity v USA pochází z elektráren využívajících stejnosměrné chladicí systémy. Tyto systémy odebírají velké množství vody ze sousedních vodních zdrojů k ochlazení kondenzátoru a poté uvolňují teplejší vodu zpět do původního zdroje.
Většina 3% kapacity suchého a hybridního chlazení v USA je v provozu od roku 2000. Suché chladicí systémy využívají okolní vzduch k chlazení a kondenzaci páry. Existují dva typy těchto systémů: přímé systémy a nepřímé systémy. V přímých suchých chladicích systémech se nepoužívá voda, protože ke kondenzaci páry se používá okolní vzduch. V typických vodou chlazených kondenzátorech pára v nepřímých suchých chladicích systémech kondenzuje, ale chladicí voda v uzavřeném systému zůstává pozadu. V důsledku toho nedochází ke ztrátám vody odpařováním, což znamená, že se spotřebuje velmi málo vody.
Pára může být kondenzována pomocí vody i vzduchu v hybridních chladicích systémech, které kombinují suché a mokré chlazení. Když je venku chladněji, jsou tyto systémy často konstruovány tak, aby fungovaly jako suché chladicí systémy, a když je venku tepleji a suché systémy jsou méně účinné, fungují jako mokré chladicí systémy.
V USA je v provozu 83 zařízení se suchými a hybridními chladicími systémy a asi 20 GW kapacity na výrobu páry. Texas má největší kapacitu suchého chlazení (2,8 GW), těsně následovaný Virginií, ačkoli Kalifornie má nejvíce suchých chladicích systémů (13). (2,4 GW).
Přibližně 83 procent provozní kapacity pro suché a hybridní chlazení zajišťuje nejoblíbenější výrobní technologie, kombinovaný cyklus zemního plynu (NGCC). Protože zařízení s kombinovaným cyklem zemního plynu potřebují mnohem méně chlazení na MWh než uhelné nebo jaderné reaktory, jsou pro ně systémy suchého chlazení obvykle nákladově efektivnější. Technika suchého chlazení se používá v amerických zařízeních s kombinovaným cyklem zemního plynu pro více než 15 procent jejich aktivní výrobní kapacity.
Pro koncentrační solární systémy je další atraktivní volbou suché chlazení. Četné moderní koncentrační solární systémy využívají suché chlazení, protože se nacházejí v oblastech, jako je jihozápad Spojených států, kde je vodních zdrojů málo a solárních zdrojů je hojné.
