Neissä on kompressori, poltin, turbiini ja sähkögeneraattori yhdellä tai kahdella akselilla.Niissä voi olla hukkalämpöä talteen ottava rekuperaattori kompressorin hyötysuhteen parantamiseksi, välijäähdytin ja jälkilämmitys.Ne pyörivät yli 40 000 kierrosta minuutissa, ja tavallinen yksiakselinen mikroturbiini pyörii yleensä 90 000-120 000 kierrosta minuutissa.Niissä on usein yksivaiheinen radiaalinen kompressori ja yksivaiheinen radiaalinen turbiini.Rekuperaattorit ovat vaikeita suunnitella ja valmistaa, koska ne toimivat suurissa paine- ja lämpötilaeroissa.
Elektroniikan edistysaskeleet mahdollistavat valvomattoman käytön, ja elektroninen tehokytkentätekniikka poistaa tarpeen synkronoida generaattori sähköverkon kanssa, jolloin se voidaan integroida turbiinin akseliin ja se voi toimia käynnistysmoottorina.Kaasuturbiinit hyväksyvät useimmat kaupalliset polttoaineet, kuten bensiinin, maakaasun, propaanin, dieselpolttoaineen ja petrolin sekä uusiutuvat polttoaineet, kuten E85:n, biodieselin ja biokaasun.Kerosiinilla tai dieselillä käynnistäminen voi vaatia haihtuvampaa tuotetta, kuten propaanikaasua.Mikroturbiinit voivat käyttää mikropolttoa.
Täysikokoisissa kaasuturbiineissa käytetään usein kuulalaakereita.Mikroturbiinien 1000 °C:n lämpötilat ja korkeat nopeudet tekevät öljyvoitelusta ja kuulalaakereista epäkäytännöllisiä; niihin tarvitaan ilmalaakereita tai mahdollisesti magneettilaakereita.Ne voidaan suunnitella kalvolaakereilla ja ilmajäähdytyksellä, jotka toimivat ilman voiteluöljyä, jäähdytysaineita tai muita vaarallisia aineita.
Osakuormituksen hyötysuhteen maksimoimiseksi useita turbiineja voidaan käynnistää tai pysäyttää tarpeen mukaan integroidussa järjestelmässä.Mäntämoottorit voivat reagoida nopeasti tehontarpeen muutoksiin, kun taas mikroturbiinien hyötysuhde heikkenee pienillä tehotasoilla.Niiden teho-painosuhde voi olla suurempi kuin mäntämoottoreilla, päästöt voivat olla alhaiset ja liikkuvia osia voi olla vähän tai vain yksi.Mäntämoottorit voivat olla tehokkaampia, ne voivat olla kokonaishinnaltaan edullisempia ja niissä käytetään tyypillisesti yksinkertaisia nivellinjapatjalaakereita, jotka voidellaan moottoriöljyllä.
Mikroturbiinimoottoreiden teho voi olla pienempi kuin mäntämoottoreiden.
Mikroturbiinimoottoreiden teho on pienempi kuin mäntämoottoreiden.
Mikroturbiinimoottoreiden teho ei ole suuri, mutta ne ovat edullisia. Suurin osa hukkalämmöstä on suhteellisen korkealämpöisessä pakokaasussa, mikä tekee sen talteenotosta helpompaa, kun taas mäntämoottoreiden hukkalämpö jakautuu pakokaasun ja jäähdytysjärjestelmän kesken.Pakokaasun lämpöä voidaan käyttää veden lämmitykseen, tilojen lämmitykseen, kuivausprosesseihin tai absorptiokylmäkoneisiin, jotka tuottavat kylmää ilmastointia varten lämpöenergiasta sähköenergian sijasta.
HyötysuhdeEdit
Mikroturbiinien hyötysuhde on noin 15 % ilman rekuperaattoria ja 20-30 % rekuperaattorin kanssa, ja ne voivat saavuttaa 85 %:n yhdistetyn lämpö- ja sähköhyötysuhteen yhteistuotannossa. 300 kW:n rekuperoidun Niigata Power Systemsin 300 kW:n RGT3R:n lämpöhyötysuhde on 32,5 %, kun taas 360 kW:n rekuperoimattomalla RGT3C:llä se on 16,3 %.Capstone Turbine väittää, että sen 200 kW:n C200S:n LHV-sähköhyötysuhde on 33 %.
Vuonna 1988 NEDO käynnisti keraamisia kaasuturbiineja koskevan hankkeen Japanin New Sunshine -hankkeen puitteissa: vuonna 1999 rekuperoitu 311,6 kW:n kaksiakselinen 311,6 kW:n Kawasaki Heavy Industries CGT302 saavutti 42,1 %:n hyötysuhteen ja 1350 °C:n lämpötilan turbiinien tulolämpötilassa.Capstone sai lokakuussa 2010 Yhdysvaltain energiaministeriöltä toimeksiannon suunnitella kaksivaiheinen jäähdytetty mikroturbiini, joka on johdettu sen nykyisistä 200 kW:n ja 65 kW:n moottoreista 370 kW:n turbiiniksi ja jonka tavoitteena on 42 %:n sähköhyötysuhde.Lappeenrannan teknillisen yliopiston tutkijat suunnittelivat 500 kW:n jäähdytetyn ja rekuperoidun kaksiakselisen mikroturbiinin, jonka tavoitteena on 45 %:n hyötysuhde.
