Erästä turvevoimalaa käytetään talvisin sähköntarpeen ollessa huipussaan. Voimalassa poltetaan turvetta teholla 29 MW ja sen hyötysuhde sähköä tuottavana lämpövoimakoneena on 33 %.

1. Laske teho, jolla voimala tekee työtä ja teho, jolla voimalasta menee lämpöä kylmäsäiliöön.
2. Voimalan kokonaishyötysuhdetta voidaan kasvattaa, koska kylmäsäiliöön menevää lämpöä voidaan käyttää talvisin kaukolämpöverkossa. Kylmäsäiliöön menevästä lämmöstä saadaan hyödynnettyä tähän tarkoitukseen 85 %. Laske teho, jolla voimala tuottaa kaukolämpöä, ja voimalan kokonaishyötysuhde.

Ratkaisu

a. Voimalassa poltetaan turvetta teholla 29 MW. Tämä on siis teho, jolla kuumasäiliöstä otetaan energiaa. Koska sähköä tuottavan lämpövoimakoneen hyötysuhde on 33 %, kone tekee työtä teholla

[[$0{,}33\cdot 29\text{ MW}=9{,}57\text{ MW}\approx 9{,}6\text{ MW}$]].

Loppu kuumasäiliöstä otetusta tehosta menee kylmäsäiliöön, eli

[[$29\text{ MW}-9{,}6\text{ MW}=19{,}4\text{ MW}\approx 20\text{ MW}$]].

 

b. Voimala tuottaa kaukolämpöä teholla

[[$0{,}85\cdot 19{,}4\text{ MW}=16{,}49\text{ MW}\approx 16\text{ MW}$]].

Hyötyteho on siis kokonaisuudessaan [[$9{,}57\text{ MW}+16{,}49\text{ MW}=26{,}06\text{ MW}$]] ja kokonaishyötysuhde

[[$\quad \eta=\dfrac{26{,}06\text{ MW}}{29\text{ MW}}=0{,}898\dotso\approx 90\,\%$]].

Energiavirtoja on havainnollistettu alla kuvassa:

 

Takaisin