Skládají se z kompresoru, spalovacího motoru, turbíny a elektrického generátoru na jedné nebo dvou hřídelích.Mohou mít rekuperátor zachycující odpadní teplo pro zlepšení účinnosti kompresoru, mezichladič a dohřev. otáčejí se rychlostí přes 40 000 ot/min a běžná jednohřídelová mikroturbína se otáčí obvykle rychlostí 90 000 až 120 000 ot/min. často mají jednostupňový radiální kompresor a jednostupňovou radiální turbínu.Rekuperátory jsou náročné na konstrukci a výrobu, protože pracují při vysokých tlakových a teplotních rozdílech.
Pokroky v elektronice umožňují bezobslužný provoz a technologie elektronického spínání výkonu odstraňuje nutnost synchronizace generátoru s elektrickou sítí, což umožňuje jeho integraci s hřídelí turbíny a zdvojení funkce startovacího motoru.
Plynové turbíny přijímají většinu komerčních paliv, jako je benzín, zemní plyn, propan, motorová nafta a petrolej, a také obnovitelná paliva, jako je E85, bionafta a bioplyn.Startování na petrolej nebo naftu může vyžadovat těkavější produkt, jako je plynný propan.
Mikroturbíny mohou využívat mikrospalování.
Plynové turbíny plné velikosti často používají kuličková ložiska.
Mikroturbíny vzhledem k teplotám 1000 °C a vysokým otáčkám nepraktikují mazání olejem a kuličková ložiska; vyžadují vzduchová ložiska nebo případně magnetická ložiska.Mohou být navrženy s fóliovými ložisky a vzduchovým chlazením pracujícím bez mazacího oleje, chladicích kapalin nebo jiných nebezpečných materiálů.
Pro maximalizaci účinnosti při částečném zatížení lze v integrovaném systému podle potřeby spouštět nebo zastavovat více turbín.Pístové motory mohou rychle reagovat na změny požadavků na výkon, zatímco mikroturbíny při nízkých výkonech ztrácejí na účinnosti.
Mikroturbíny mohou mít vyšší poměr výkonu k hmotnosti než pístové motory, nízké emise a málo nebo jen jednu pohyblivou část.
Pístové motory mohou být účinnější, celkově levnější a obvykle používají jednoduchá čepová ložiska mazaná motorovým olejem.
Mikroturbíny lze použít pro kogeneraci a distribuovanou výrobu jako turboalternátory nebo turbogenerátory nebo pro pohon hybridních elektrických vozidel. Většina odpadního tepla je obsažena ve výfukových plynech s relativně vysokou teplotou, což usnadňuje jeho zachycení, zatímco odpadní teplo pístových motorů je rozděleno mezi jejich výfukové plyny a chladicí systém. odpadní teplo lze využít pro ohřev vody, vytápění prostor, procesy sušení nebo absorpční chladiče, které vytvářejí chlad pro klimatizaci z tepelné energie namísto elektrické energie.
ÚčinnostEdit
Mikroturbíny mají bez rekuperátoru účinnost kolem 15 %, s rekuperátorem 20 až 30 % a při kogeneraci mohou dosáhnout kombinované tepelné a elektrické účinnosti 85 %. 300kW rekuperovaný motor RGT3R společnosti Niigata Power Systems dosahuje tepelné účinnosti 32,5 %, zatímco 360kW nerekuperovaný motor RGT3C má účinnost 16,3 %.Společnost Capstone Turbine uvádí u své 200kW C200S elektrickou účinnost 33 % LHV.
V roce 1988 zahájila NEDO projekt keramické plynové turbíny v rámci japonského projektu New Sunshine: v roce 1999 dosáhla rekuperovaná dvouhřídelová turbína Kawasaki Heavy Industries CGT302 o výkonu 311,6 kW účinnosti 42,1 % a vstupní teploty turbíny 1350 °C.V říjnu 2010 získala společnost Capstone od amerického ministerstva energetiky zakázku na návrh dvoustupňové mezichlazené mikroturbíny odvozené od jejích stávajících motorů o výkonu 200 kW a 65 kW pro turbínu o výkonu 370 kW s cílovou elektrickou účinností 42 %.
Výzkumníci z Technické univerzity v Lappeenrantě navrhli mezichlazenou a rekuperovanou dvouhřídelovou mikroturbínu o výkonu 500 kW s cílem dosáhnout účinnosti 45 %.
