Egy vagy két tengelyen kompresszorból, égőműből, turbinából és elektromos generátorból állnak.Rendelkezhetnek a kompresszor hatásfokának javítása érdekében a hulladékhőt felfogó rekuperátorral, intercoolerrel és újrafűtéssel.Több mint 40 000 fordulatszámmal forognak, és a szokásos egytengelyes mikroturbinák általában 90 000-120 000 fordulatszámmal forognak.Gyakran egyfokozatú radiális kompresszorral és egyfokozatú radiális turbinával rendelkeznek.A rekuperátorokat nehéz megtervezni és gyártani, mivel nagy nyomás- és hőmérsékletkülönbségek között működnek.
Az elektronika fejlődése lehetővé teszi a felügyelet nélküli működést, és az elektronikus teljesítménykapcsolási technológia kiküszöböli annak szükségességét, hogy a generátort szinkronizálják az elektromos hálózattal, lehetővé téve, hogy a turbina tengelyével egybeépüljön és indítómotorként is működjön.A gázturbinák a legtöbb kereskedelmi üzemanyagot, például benzint, földgázt, propánt, gázolajat és kerozint, valamint megújuló üzemanyagokat, például E85, biodízelt és biogázt is elfogadnak.A kerozinnal vagy gázolajjal való indításhoz illékonyabb termékre, például propángázra lehet szükség.A mikroturbinák használhatnak mikroégetést.
A teljes méretű gázturbinák gyakran használnak golyóscsapágyakat.A mikroturbinák 1000 °C-os hőmérséklete és nagy fordulatszáma miatt az olajkenés és a golyóscsapágyak nem praktikusak; légcsapágyakat vagy esetleg mágneses csapágyakat igényelnek.Ezeket fóliacsapágyakkal és léghűtéssel lehet tervezni, amelyek kenőolaj, hűtőfolyadékok vagy más veszélyes anyagok nélkül működnek.
A részterheléses hatékonyság maximalizálása érdekében egy integrált rendszerben több turbina szükség szerint indítható vagy leállítható.A dugattyús motorok gyorsan reagálhatnak a teljesítményigény változásaira, míg a mikroturbinák kis teljesítményszinteken nagyobb hatékonyságot veszítenek.A dugattyús motoroknál nagyobb teljesítmény/tömeg aránnyal, alacsony kibocsátással és kevés, vagy csak egy mozgó alkatrésszel rendelkeznek.A dugattyús motorok hatékonyabbak lehetnek, összességében olcsóbbak, és általában egyszerű, motorolajjal kenhető csapágyakat használnak.
A mikroturbinák felhasználhatók kapcsolt energiatermelésre és elosztott termelésre turbógenerátorként vagy turbogenerátorként, vagy hibrid elektromos járművek meghajtására. A hulladékhő nagy része a viszonylag magas hőmérsékletű kipufogógázban van, így egyszerűbb a befogása, míg a dugattyús motorok hulladékhője a kipufogógáz és a hűtőrendszer között oszlik meg. a kipufogógáz hőt vízmelegítésre, helyiségek fűtésére, szárítási folyamatokra vagy abszorpciós hűtőkre lehet felhasználni, amelyek elektromos energia helyett hőenergiából állítanak elő hideget a légkondicionáláshoz.
HatékonyságSzerkesztés
A mikroturbinák hatásfoka rekuperátor nélkül körülbelül 15%, rekuperátorral 20-30%, és kapcsolt energiatermelésben elérhetik a 85%-os kombinált hő-elektromos hatásfokot.A rekuperált Niigata Power Systems 300 kW-os RGT3R termikus hatásfoka 32,5%, míg a 360 kW-os nem rekuperált RGT3C 16,3%.A Capstone Turbine a 200 kW-os C200S esetében 33%-os LHV elektromos hatásfokot állít.
1988-ban a NEDO a japán New Sunshine Project keretében elindította a kerámia gázturbina projektet: 1999-ben a rekuperált kéttengelyes, 311,6 kW-os Kawasaki Heavy Industries CGT302 42,1%-os hatásfokot és 1350 °C-os turbina bemeneti hőmérsékletet ért el.2010 októberében az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma megbízta a Capstone-t egy kétfokozatú, közbeiktatott hűtésű mikroturbina tervezésével, amely a jelenlegi 200 kW-os és 65 kW-os motorokból származik egy 370 kW-os turbina számára, és 42%-os elektromos hatásfokot céloz meg.
A Lappeenrantai Műszaki Egyetem kutatói egy 500 kW-os, közbeiktatott hűtésű és rekuperált kéttengelyes mikroturbinát terveztek, amely 45%-os hatásfokot céloz meg.
