سیکل‌های قدرت بخاری، سیکل‌هایی هستند که در آن‌ها سیال عامل به تناوب در یک سیستم بسته تبخیر و چگالیده می‌شود و همچنین تولید قدرت و حرارت می‌کند. سیکل ایده‌آل برای این سیکل‌های بخار، سیکل رانکین است. سیکل ایده‌آل رانکین از چهار فرآیند زیر تشکیل شده:
- تراکم تک آنتروپی در پمپ
- جذب گرما در فشار ثابت بویلر
- انبساط تک‌آنتروپی در توربین
- دفع گرما در فشار ثابت در کندانسور
نیروگاههای بخاری را برحسب نوع سوختی که برای تهیه بخار به کار می‌رود به نیروگاههای زغالی، گازی، هسته‌ای و… دسته‌بندی می‌کنند. اما سیکل اصلی بخار آب در تمام آن‌ها یکسان است بنابراین تمام آن‌ها را با روش یکسان می‌توان تحلیل کرد.
رایج‌ترین نیروگاه‌‌هایی که از سیکل رانکین برای تولید قدرت استفاده می‌کنند، نیروگاههای زغالی و نیروگاههای گازی هستند. مشکل اصلی این نیروگاه‌ها انتشار زیاد آلاینده‌ها به محیط زیست است. افزایش قیمت سوخت، قوانین سخت گیرانه محیط زیست و افزایش نیاز به انرژی نشان می‌دهد که این سیستم‌ها نیاز به بهبود برای توسعه پایدار دارند تا بتوانند با روشی کارآمدتر، مقرون به صرفه‌تر و سازگار با محیط زیست تولید نیرو کنند. مهم‌ترین عامل توسعه این نیروگاه‌ها افزایش راندمان و کاهش انتشار و آلاینده‌های زیست محیطی آن است.
برای به حداقل رساندن تاثیرات زیست محیطی، یک هدف اصلی افزایش بهره‌وری در فرآیند‌های تبدیل انرژی و در نتیجه کاهش میزان مصرف سوخت و اثرات زیست محیطی است. روش‌های اگزرژی از آنجا که برای بهبود کارایی مفید هستند از اهمیت بالایی برخوردارند. روابط بین انرژی، اگزرژی، اقتصاد و محیط زیست روشن می‌کند که اگزرژی مستقیما با توسعه پایدار ارتباط دارد.
فهرست سرفصل ها مطرح شده در آموزش آنالیز انرژی، اگزرژی اقتصادی و زیست محیطی سیکل رانکین در نرم‌افزار EES كه توسط يكي از دانشجويان بنده تهيه شده و در وب سايت مديادرس بارگذاري شده، در ادامه آمده است:
- مقدمه
- مفهوم اگزرژی
- بالانس اگزرژی
- مثال-۱
- تخریب اگزرژی و هدر رفت اگزرژی
- بازده اگزرژی
- آنالیز اقتصادی
- برآورد سرمایه‌گذاری کلی
- تخمین هزینه تجهیزات خریداری شده
- ضریب بازیابی سرمایه
- آنالیز ترمواکونامیک
- هزینه اگزرژی
- نرخ هزینه مرتبط با سوخت و محصول
- هزینه تخریب اگزرژی
- اختلاف هزینه نسبی
- تحلیل و ارزیابی ترمودینامیکی و زیست محیطی
- مثال-۲ (آنالیز انرژی، اگزرژی، اقتصادی و زیست محیطی سیکل رانکین در نرم افزار EES)