Rankine ciklas yra terminas, apibūdinantis procesą, kurio metu darbui atlikti naudojama šiluma. Jis pavadintas škotų inžinieriaus ir fiziko Williamo Johno Macquorno Rankine’o vardu. Paprastai šiluma gamina garą, kuris varo turbiną. Jis daugiausia naudojamas elektrai gaminti ir 2011 m. sudaro apie 80 % visame pasaulyje sunaudojamos elektros energijos.
Pagrindinis principas apima skystį – dažniausiai vandenį, bet vadinamą „darbiniu skysčiu“ – tekantį uždaru kontūru, sudarytą iš keturių pagrindinių komponentų: siurblio, katilo, turbinos ir kondensatoriaus. Katile išorinis šilumos šaltinis skystą darbinį skystį paverčia garais, kurie varo turbiną, o vėliau kondensuojasi į skystį, kuris pumpuojamas atgal į katilą. Garai palieka katilą esant aukštai temperatūrai – iki 1,000°F (538°C) ir slėgiui – iki 4,500 psig (31,026.4 kPag) – ir būtent šių karštų aukšto slėgio dujų išsiplėtimas varo turbiną. velenas, sukuriantis sukimąsi, galintį generuoti elektrą arba varyti variklį. Rankine ciklo efektyvumas gali siekti apie 40%.
Šis procesas yra daugelio elektrinių, kuriose kuras naudojamas kaip šilumos šaltinis elektrai gaminti, pagrindas. Kuras gali būti nafta, anglis, dujos, biomasė arba branduolinis kuras; kadangi šilumos šaltinis yra išorinis, galima naudoti bet ką, kas gali generuoti pakankamai šilumos. Mažesnio masto Rankine ciklo technologija taip pat gali būti naudojama tradicinių elektrinių atliekinei šilumai panaudoti. Pavyzdžiui, dujomis kūrenamose elektrinėse naudojamos degimo turbinos, kurios generuoja karštas išmetamąsias dujas, nes, skirtingai nei Rankine ciklo turbinos, jos neveikia uždaru ciklu. Juos galima derinti su Rankine ciklo generatoriumi, kuris naudoja karštas dujas garams gaminti, taip žymiai pagerindamas energijos vartojimo efektyvumą.
Kiti skysčiai, išskyrus vandenį, gali būti naudojami Rankine cikle, kur jie turi pranašumų tam tikrose srityse. Pavyzdžiui, elektrinėse, veikiančiose labai šaltomis sąlygomis, gali prireikti skysčio su žemesne užšalimo temperatūra. Buvo panaudota daugybė organinių skysčių, o pentanas sėkmingai panaudotas Rankine ciklo generatoriuje, kuris naudoja karštas išmetamąsias dujas iš dujomis kūrenamos elektrinės kaip šilumos šaltinį, kaip aprašyta aukščiau. Procesas, kuriame tokiu būdu naudojamas organinis skystis, yra žinomas kaip organinis Rankino ciklas (ORC).
Daugelyje atsinaujinančios energijos projektų energijai gaminti naudojama ORC technologija. Jis dažnai naudojamas geoterminėse elektrinėse, o ši sistema buvo pritaikyta naudoti kai kuriose saulės elektrinėse, kur saulės šviesa yra sutelkta, kad suteiktų šilumą ciklui valdyti. Šią technologiją naudojantys nedideli generatoriai tapo prieinami įvairių pramoninių procesų atliekų šilumos panaudojimui.