Rankinov cikel je izraz, ki opisuje proces, ki za opravljanje dela uporablja toploto. Ime je dobil po škotskem inženirju in fiziku Williamu Johnu Macquornu Rankinu. Na splošno toplota proizvaja paro, ki poganja turbino. Uporablja se predvsem za proizvodnjo električne energije in od leta 2011 predstavlja približno 80 % električne energije, porabljene po vsem svetu.
Osnovno načelo vključuje tekočino – običajno vodo, vendar se imenuje “delovna tekočina” -, ki teče v zaprti zanki s štirimi glavnimi komponentami: črpalko, kotlom, turbino in kondenzatorjem. V kotlu zunanji vir toplote pretvori tekočo delovno tekočino v paro, ki poganja turbino in se nato kondenzira v tekočino, ki se črpa nazaj v kotel. Hlapi zapustijo kotel pri visoki temperaturi — do 1,000 °F (538 °C) — in tlaku — do 4,500 psig (31,026.4 kPag) — in ekspanzija tega vročega visokotlačnega plina poganja turbino gred, ki proizvaja vrtenje, ki lahko proizvaja električno energijo ali poganja motor. Učinkovitost Rankinovega cikla lahko doseže približno 40%.
Ta proces je osnova za večino elektrarn, kjer se gorivo uporablja kot vir toplote za proizvodnjo električne energije. Gorivo je lahko nafta, premog, plin, biomasa ali jedrska; ker je vir toplote zunanji, se lahko uporabi vse, kar lahko proizvede dovolj toplote. Tehnologija cikla Rankine v manjšem obsegu se lahko uporablja tudi za izkoriščanje odpadne toplote iz tradicionalnih elektrarn. Na primer, elektrarne na plin uporabljajo turbine z zgorevanjem, ki proizvajajo vroče izpušne pline, saj za razliko od turbin s ciklom Rankine ne delujejo v zaprti zanki. Te je mogoče kombinirati z generatorjem cikla Rankine, ki uporablja vroč plin za proizvodnjo pare, s čimer se močno izboljša energetska učinkovitost.
Tekočine, ki niso voda, se lahko uporabljajo v Rankineovem ciklu, kjer ponujajo prednosti pri določenih aplikacijah. Na primer, elektrarne, ki delujejo v zelo hladnih razmerah, lahko zahtevajo tekočino z nižjo lediščem. Uporabljene so bile številne organske tekočine in pentan je bil uspešno uporabljen v generatorju Rankineovega cikla, ki izkorišča vroče izpušne pline iz plinske elektrarne kot vir toplote, kot je opisano zgoraj. Postopek, ki na ta način uporablja organsko tekočino, je znan kot organski Rankinov cikel (ORC).
Številni projekti obnovljivih virov energije uporabljajo tehnologijo ORC za proizvodnjo energije. Pogosto se uporablja v geotermalnih elektrarnah, ta sistem pa je bil prilagojen za uporabo v nekaterih sončnih elektrarnah, kjer je sončna svetloba usmerjena tako, da zagotavlja toploto za poganjanje cikla. Mali generatorji, ki uporabljajo to tehnologijo, so postali na voljo za izkoriščanje odpadne toplote iz različnih industrijskih procesov.