Een thermische elektriciteitscentrale zet de chemische energie die is opgeslagen in fossiele brandstoffen (zoals steenkool, aardgas of olie) om in elektrische energie. Het proces omvat de volgende stappen:

1. Brandstofvoorbereiding

De brandstof (bijvoorbeeld steenkool) wordt eerst bereid door deze te vermalen en tot een fijn poeder te verpulveren. Dit vergroot het oppervlak en maakt het gemakkelijker voor de brandstof om efficiënt te verbranden.

2. Verbranding

De verpulverde brandstof wordt vervolgens gemengd met lucht en verbrand in een ketel. Bij het verbrandingsproces ontstaat warmte, die wordt geabsorbeerd door het water dat door de buizen van de ketel stroomt.

3. Stoomgeneratie

De geabsorbeerde warmte zet het water om in hogedrukstoom. Deze stoom wordt vervolgens oververhit om de temperatuur en energie-inhoud verder te verhogen.

4. Turbinewerking

De oververhitte stoom wordt naar de turbine geleid, waar deze op de bladen van de rotoren van de turbine botst. De kracht die door de stoom wordt uitgeoefend, zorgt ervoor dat de rotoren met hoge snelheid draaien.

5. Elektriciteitsopwekking

Terwijl de rotoren van de turbine draaien, roteren ze de spoelen van de generator, die zich in het turbinehuis bevindt. Deze relatieve beweging induceert een elektrische stroom in de spoelen, waardoor elektriciteit wordt opgewekt.

6. Koeling en condensatie

Nadat de stoom door de turbine is gegaan, wordt deze met behulp van een condensor weer gecondenseerd tot water. Koelwater uit een nabijgelegen bron (bijvoorbeeld een rivier of meer) wordt door de condensor gecirculeerd om het condensatieproces te vergemakkelijken.

7. Opwarmen (optioneel)

In sommige energiecentrales wordt de stoom opnieuw verwarmd voordat deze terug naar de turbine wordt geleid voor een tweede ronde van energiewinning. Dit verbetert de algehele efficiëntie van het energieopwekkingsproces.

8. Voedingswaterverwarming

Het gecondenseerde water (nu voedingswater genoemd) wordt vervolgens door een reeks verwarmingstoestellen gepompt, waar het de restwarmte absorbeert uit de stoom die uit verschillende fasen van de turbine wordt gehaald. Hierdoor wordt het voedingswater voorverwarmd en wordt de energie die nodig is voor de omzetting ervan in stoom verminderd.

9. Terug naar ketel

Het voorverwarmde voedingswater wordt terug in de ketel gepompt om de cyclus te herhalen.

10. Emissiecontrole

Thermische energiecentrales maken gebruik van verschillende emissiecontrolesystemen om de impact van hun activiteiten op het milieu tot een minimum te beperken. Deze systemen omvatten wassers om zwaveldioxide uit het rookgas te verwijderen, elektrostatische stofvangers om fijnstof te verwijderen en katalysatoren om de uitstoot van stikstofoxide te verminderen.

Over het geheel genomen is de werking van een thermische elektriciteitscentrale gebaseerd op het principe van het omzetten van de warmte-energie die vrijkomt bij de verbranding van fossiele brandstoffen in mechanische energie (via de turbine) en vervolgens het gebruik van die mechanische energie om elektriciteit op te wekken (via de generator).