Kohta purettava Hanasaari B -voimalaitos polttaa kivihiiltä ja tuottaa sähköä 220 MW teholla ja kaukolämpöä 420 MW teholla. Voimalan kokonaishyötysuhde on 86 %.

Tarkastellaan voimalaitoksen sähköntuotantoa lämpövoimakoneena. 

1. Millä teholla kone ottaa energiaa lämpösäiliöstä?
2. Entä millä teholla kone tekee työtä, ja mikä sen hyötysuhde on?
3. Pohdi muita tilanteita, joissa lämpövoimakoneen kylmäsäiliöön menevää energiaa voidaan hyödyntää lämpönä.

 

Ratkaisu:

a. Kokonaishyötyteho on sähkö- ja lämpötehon summa eli 640 MW. Hyötysuhteen määritelmän nojalla voidaan laskea ottoteho:

[[$ \quad\begin{align}\eta&=\dfrac{P_{\text{hyöty}}}{P_{\text{koko}}}\\ \, \\ P_{\text{koko}}&=\dfrac{P_{\text{hyöty}}}{\eta}=\dfrac{640 \text{ MW}}{0{,}86}=744{,}18...\text{MW}\approx 740\text{ MW} \\ \end{align}$]]​

b. Sähköteho 220 MW on koneen tekemän työn teho. Sen perusteella voidaan laskea tehtyn työn hyötysuhde:

[[$ \quad\eta=\dfrac{P_{\text{hyöty}}}{P_{\text{koko}}}=\dfrac{220\text{ MW}}{744{,}18 \text{ MW}} \approx 0{,}30 $]]

c. Näin voidaan toimia missä tahansa tilanteessa, jossa myös lämpöä tarvitaan. Lämmön käyttökohteita ovat tilojen lämmitys sekä teollisuuden prosessit. Sähköntuotannossa ylijäämälämpö käytetään yleisesti ydinvoimaa lukuunottamatta kaukolämpönä. Teollisuuslaitoksissa on monia tilanteita, joissa ylijäämälämpöä voidaan hyödyntää toisaalla prosessissa, sillä esimerkiksi monet kemialliset reaktiot tai metallien työstö vaativat riittävän korkeita lämpötiloja.