Uma usina termelétrica usa vapor para girar turbinas, que por sua vez alimentam geradores elétricos. A maioria das usinas de energia do mundo usa energia térmica para operar. Uma usina termelétrica geralmente é definida pelo tipo de combustível usado para aquecer a água e criar vapor. Carvão, petróleo e até mesmo energia solar e nuclear podem ser usados para criar o vapor necessário para operar uma usina térmica.
Muitas usinas térmicas operam em um circuito parcialmente fechado, usando o que é conhecido como ciclo de Rankine. A água é aquecida por combustível, como carvão ou energia nuclear, até se transformar em vapor. O vapor passa por uma série de câmaras que o tornam mais forte, mais quente e mais poderoso. O vapor atinge as turbinas e as gira, depois é empurrado para uma área de armazenamento de resfriamento, onde pode condensar de volta na água. A água pode então ser reutilizada para criar vapor, completando o ciclo.
Um tipo de usina térmica que emite a etapa de aquecimento é uma usina geotérmica. Isso faz uso de vapor e água naturalmente fervente que sobe da terra na forma de gêiseres e fontes termais. As fontes geotérmicas podem ser imprevisíveis e têm uso um tanto limitado devido à sua presença apenas em certos lugares, como ao lado de divisões tectônicas. No entanto, as usinas geotérmicas usam menos energia do que muitas outras variedades, o que as torna mais eficientes em termos de custo e tempo.
Uma das principais preocupações com uma usina térmica é o combustível usado para gerar vapor a partir da água. Fontes comuns de combustível incluem carvão e outros combustíveis fósseis, que apresentam vários problemas internos. Além dos recursos cada vez menores disponíveis, os combustíveis fósseis são geralmente altamente poluentes e considerados por muitos cientistas como um dos principais fatores que contribuem para o aquecimento global. As fontes nucleares são muito mais limpas, mas preocupam muitos com a possibilidade de um vazamento prejudicial que pode contaminar as áreas circundantes por séculos.
As usinas térmicas solares têm o benefício de não serem poluentes e também utilizarem um recurso totalmente renovável: a luz solar. Usando painéis solares para absorver o sol, lentes e espelhos, em seguida, concentre o calor para ativar um gerador de vapor. Essa tecnologia está em sua infância no início do século 21; a eficiência e as variáveis de um sol em movimento continuam a criar problemas na construção de uma usina térmica solar de grande capacidade.
Uma usina termelétrica é uma ferramenta poderosa na vida cotidiana do planeta; muitas regiões recebem a maior parte de seu suprimento de energia de usinas térmicas. Especialistas dizem que a tecnologia requer avanços e refinamentos para atender às crescentes necessidades de energia. Além disso, a pressão para reduzir o consumo de combustível fóssil e criar fontes de energia de baixa poluição exige que novas idéias, planos e experimentação sejam levados a campo.