Zij bestaan uit een compressor, een verbrandingsmotor, een turbine en een elektrische generator op één of twee assen.Ze kunnen een recuperator hebben die afvalwarmte opvangt om de compressorefficiëntie te verbeteren, een interkoeler en heropwarming.Ze draaien met meer dan 40.000 omw/min en een gewone microturbine met één as draait gewoonlijk met 90.000 tot 120.000 omw/min.Ze hebben vaak een enkeltraps radiale compressor en een enkeltraps radiale turbine.Recuperatoren zijn moeilijk te ontwerpen en te fabriceren omdat ze werken onder hoge druk- en temperatuurverschillen.
De vooruitgang in de elektronica maakt een onbemande werking mogelijk en elektronische vermogensschakeltechnologie elimineert de noodzaak om de generator te synchroniseren met het elektriciteitsnet, waardoor deze kan worden geïntegreerd met de turbineschacht en als startmotor kan fungeren.Gasturbines accepteren de meeste commerciële brandstoffen, zoals benzine, aardgas, propaan, dieselbrandstof en kerosine, evenals hernieuwbare brandstoffen, zoals E85, biodiesel en biogas.Starten op kerosine of diesel kan een vluchtiger product zoals propaangas vereisen.Microturbines kunnen microverbranding gebruiken.
Full-size gasturbines gebruiken vaak kogellagers.De 1000 °C temperaturen en hoge snelheden van microturbines maken oliesmering en kogellagers onpraktisch; ze vereisen luchtlagers of mogelijk magnetische lagers.Zij kunnen worden ontworpen met folielagers en luchtkoeling die zonder smeerolie, koelmiddelen of andere gevaarlijke materialen werken.
Om de deelbelastingsefficiëntie te maximaliseren, kunnen meerdere turbines naar behoefte worden gestart of gestopt in een geïntegreerd systeem.Reciprocerende motoren kunnen snel reageren op veranderingen in de vermogensbehoefte, terwijl microturbines meer efficiëntie verliezen bij lage vermogensniveaus.Ze kunnen een hogere vermogen-gewichtsverhouding hebben dan zuigermotoren, lage emissies en weinig, of slechts één, bewegend onderdeel.Reciprocerende motoren kunnen efficiënter zijn, over het algemeen goedkoper zijn en meestal eenvoudige glijlagers gebruiken die worden gesmeerd door motorolie.
Microturbines kunnen worden gebruikt voor warmtekrachtkoppeling en decentrale opwekking als turbo-alternatoren of turbogeneratoren, of om hybride elektrische voertuigen aan te drijven. Het grootste deel van de afvalwarmte zit in de relatief hoge temperatuur uitlaat waardoor het eenvoudiger op te vangen is, terwijl de afvalwarmte van zuigermotoren wordt verdeeld tussen zijn uitlaat en koelsysteem.Uitlaatwarmte kan worden gebruikt voor waterverwarming, ruimteverwarming, droogprocessen of absorptiekoelmachines, die koude creëren voor airconditioning uit warmte-energie in plaats van elektrische energie.
RendementEdit
Microturbines hebben een rendement van ongeveer 15% zonder een recuperator, 20 tot 30% met een recuperator en ze kunnen een gecombineerd thermisch-elektrisch rendement van 85% bereiken in warmtekrachtkoppeling. Het gerecupereerde Niigata Power Systems 300-kW RGT3R thermische rendement bereikt 32,5%, terwijl de 360 kW niet-gerecupereerde RGT3C op 16,3% zit.Capstone Turbine claimt een 33% LHV Electrical Efficiency voor zijn 200 kW C200S.
In 1988 startte NEDO het Ceramic Gas Turbine project binnen het Japanse New Sunshine Project: in 1999 bereikte de gerecupereerde tweeschachts CGT302 van 311,6 kW van Kawasaki Heavy Industries een efficiëntie van 42,1% en een turbine-inlaattemperatuur van 1350 °C.In oktober 2010 kreeg Capstone van het Amerikaanse ministerie van Energie de opdracht een tweetraps intergekoelde microturbine te ontwerpen die is afgeleid van zijn huidige 200 kW- en 65 kW-motoren voor een 370 kW-turbine met een beoogd elektrisch rendement van 42%.Onderzoekers van de Technische Universiteit van Lappeenranta ontwierpen een 500 kW-intergekoelde en geregenereerde tweeassige microturbine met een beoogd rendement van 45%.
