El Ciclo Orgánico Rankine (proceso ORC) es un proceso de ciclo termodinámico que, con la excepción del medio de trabajo, corresponde básicamente a un ciclo de vapor convencional con turbinas de vapor. En lugar de agua, se utiliza un líquido orgánico con una temperatura de evaporación a menudo más baja. Los fluidos de trabajo pueden ser aceites de silicona, hidrocarburos como el butano o el pentano, o incluso refrigerantes como los hidrocarburos fluorados. Esto permite que el proceso funcione a temperaturas y presiones más bajas que el ciclo del agua convencional y se utiliza en la conversión a gran escala del calor residual industrial en electricidad.
Con los sistemas ORC, los flujos de calor con temperaturas entre 120 y 450 °C pueden ser convertidos económicamente en electricidad. El límite de temperatura inferior, que permite una operación económica, depende de la planta y de sus condiciones límites, así como de una posible extracción.
Los sistemas de ORC pueden dividirse en tres áreas de sistemas. En primer lugar, se trata de la fuente de calor alimentada por las corrientes de gases residuales industriales o por los flujos de calor de las plantas de combustión como las utilizadas en la combustión de biomasa. Pero también se pueden utilizar otras fuentes de calor, como el agua caliente de fuentes geotérmicas. En la segunda parte, el calor se suele transferir a un circuito de aceite térmico a través de intercambiadores de calor. La tercera parte es el proceso de ORC, un ciclo de Rankine con un medio de trabajo orgánico. El calor impulsado evapora el medio de trabajo del proceso ORC y el vapor impulsa una turbina para generar electricidad.
El proceso de Kalina está estrechamente relacionado con el proceso de ORC.
Las plantas ORC han estado en el mercado durante unos 25 años y por lo tanto ya hay alguna experiencia con estas plantas. Las ventajas de estas plantas son que pueden convertir los flujos de calor entre 120 y 450 °C en electricidad y así cubrir un rango que no es económico para los ciclos de vapor convencionales debido a las bajas temperaturas y la baja capacidad. En la actualidad, los sistemas ORC se utilizan en centrales geotérmicas y de biomasa, y ocasionalmente también en centrales industriales de cogeneración y en centrales de energía térmica solar. Las plantas de ORC están actualmente instaladas en capacidades entre 300 kWel y 5 MWel. La eficiencia del proceso es de entre el 10 y el 18 por ciento.