Zawierają one sprężarkę, spalacz, turbinę i generator elektryczny na jednym lub dwóch wałach.Mogą mieć rekuperator przechwytujący ciepło odpadowe w celu poprawy wydajności sprężarki, chłodnicę międzystopniową i dogrzewanie.Obracają się z prędkością ponad 40 000 obr/min, a wspólna mikroturbina z pojedynczym wałem obraca się zwykle z prędkością 90 000 do 120 000 obr/min.Często mają jednostopniową sprężarkę promieniową i jednostopniową turbinę promieniową.Rekuperatory są trudne do zaprojektowania i wyprodukowania, ponieważ działają pod wysokim ciśnieniem i różnicą temperatur.
Postęp w elektronice pozwala na pracę bezobsługową, a technologia elektronicznego przełączania mocy eliminuje potrzebę synchronizacji generatora z siecią energetyczną, pozwalając na zintegrowanie go z wałem turbiny i podwojenie jako silnika rozruchowego.Turbiny gazowe akceptują większość paliw komercyjnych, takich jak benzyna, gaz ziemny, propan, olej napędowy i nafta, a także paliwa odnawialne, takie jak E85, biodiesel i biogaz.Uruchomienie na nafcie lub oleju napędowym może wymagać bardziej lotnego produktu, takiego jak gaz propan.Mikroturbiny mogą wykorzystywać mikrospalanie.
Pełnowymiarowe turbiny gazowe często wykorzystują łożyska kulkowe.Temperatury 1000 °C i wysokie prędkości mikroturbin sprawiają, że smarowanie olejowe i łożyska kulkowe są niepraktyczne; wymagają one łożysk powietrznych lub ewentualnie łożysk magnetycznych.Mogą być zaprojektowane z łożyskami foliowymi i chłodzeniem powietrzem działającym bez oleju smarującego, chłodziw i innych niebezpiecznych materiałów.
Aby zmaksymalizować wydajność przy częściowym obciążeniu, wiele turbin może być uruchamianych lub zatrzymywanych w razie potrzeby w zintegrowanym systemie.Silniki tłokowe mogą szybko reagować na zmiany zapotrzebowania na moc, podczas gdy mikroturbiny tracą większą sprawność przy niskich poziomach mocy.Mogą mieć wyższy stosunek mocy do masy niż silniki tłokowe, niską emisję i niewiele lub tylko jedną ruchomą część.Silniki tłokowe mogą być bardziej wydajne, tańsze i zazwyczaj wykorzystują proste łożyska czopowe smarowane olejem silnikowym.
Mikroturbiny mogą być wykorzystywane do kogeneracji i wytwarzania rozproszonego jako turbogeneratory lub turbogeneratory, lub do zasilania hybrydowych pojazdów elektrycznych. Większość ciepła odpadowego jest zawarta w spalinach o stosunkowo wysokiej temperaturze, co czyni je łatwiejszym do wychwycenia, podczas gdy ciepło odpadowe silników tłokowych jest podzielone pomiędzy spaliny i system chłodzenia. Ciepło odpadowe może być wykorzystywane do ogrzewania wody, ogrzewania pomieszczeń, procesów suszenia lub chłodziarki absorpcyjnej, która tworzy chłód dla klimatyzacji z energii cieplnej zamiast energii elektrycznej.
SprawnośćEdit
Mikroturbiny mają około 15% sprawności bez rekuperatora, 20 do 30% z rekuperatorem i mogą osiągnąć 85% łącznej sprawności cieplno-elektrycznej w kogeneracji.Zrekuperowany Niigata Power Systems 300-kW RGT3R osiąga sprawność cieplną 32,5%, podczas gdy nierekuperowany RGT3C o mocy 360 kW jest na poziomie 16,3%.Capstone Turbine twierdzi, że jej C200S o mocy 200 kW ma sprawność elektryczną 33% LHV.
W 1988 roku NEDO rozpoczęło projekt ceramicznej turbiny gazowej w ramach japońskiego projektu New Sunshine Project: w 1999 roku zregenerowana dwuwałowa turbina Kawasaki Heavy Industries CGT302 o mocy 311,6 kW osiągnęła sprawność 42,1% i temperaturę wlotową turbiny 1350 °C.W październiku 2010 r. firma Capstone otrzymała od Departamentu Energii USA nagrodę za zaprojektowanie dwustopniowej mikroturbiny z chłodzeniem międzystopniowym na bazie obecnie stosowanych silników o mocy 200 kW i 65 kW dla turbiny o mocy 370 kW, której sprawność elektryczna ma wynosić 42%.Naukowcy z Uniwersytetu Technicznego w Lappeenrancie zaprojektowali dwuwałową mikroturbinę z chłodzeniem międzystopniowym i rekuperacją o mocy 500 kW, której sprawność ma wynosić 45%.
.
