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Compõem um compressor, um incinerador, uma turbina e um gerador elétrico em um ou dois eixos.Eles podem ter um recuperador que captura o calor residual para melhorar a eficiência do compressor, um intercooler e um reaquecedor. Eles giram a mais de 40.000 RPM e uma microturbina comum de eixo único gira geralmente a 90.000 a 120.000 RPM. Eles geralmente têm um compressor radial de estágio único e uma turbina radial de estágio único.Os recuperadores são difíceis de projetar e fabricar porque operam sob alta pressão e diferenciais de temperatura.
A evolução da eletrônica permite a operação sem supervisão e a tecnologia de comutação eletrônica elimina a necessidade de sincronização do gerador com a rede elétrica, permitindo que ele seja integrado ao eixo da turbina e duplique como motor de partida.As turbinas a gás aceitam a maioria dos combustíveis comerciais, como gasolina, gás natural, propano, diesel e querosene, bem como combustíveis renováveis, como E85, biodiesel e biogás.As microturbinas podem usar micro-combustão.
Turbinas a gás de tamanho normal usam freqüentemente rolamentos de esferas. As temperaturas de 1000 °C e as altas velocidades das microturbinas tornam impraticável a lubrificação com óleo e rolamentos de esferas; elas requerem rolamentos a ar ou possivelmente rolamentos magnéticos.Elas podem ser projetadas com mancais de chapa e resfriamento a ar operando sem óleo lubrificante, refrigerantes ou outros materiais perigosos.
Para maximizar a eficiência da carga parcial, várias turbinas podem ser iniciadas ou paradas conforme necessário em um sistema integrado.Os motores alternativos podem reagir rapidamente às mudanças de potência, enquanto as microturbinas perdem mais eficiência com baixos níveis de potência. Eles podem ter uma relação potência/peso mais alta que os motores de pistão, baixas emissões e poucas, ou apenas uma, peça móvel. Os motores alternativos podem ser mais eficientes, ser mais baratos em geral e tipicamente usar mancais simples lubrificados por óleo de motor.
Microturbinas podem ser usadas para cogeração e geração distribuída como turbo alternadores ou turbogeradores, ou para alimentar veículos híbridos elétricos. A maior parte do calor desperdiçado está contida no escape a temperaturas relativamente elevadas, tornando mais simples a sua captação, enquanto que o calor desperdiçado pelos motores alternativos é dividido entre o seu sistema de escape e de arrefecimento.
EfficiencyEdit
Microturbinas têm cerca de 15% de eficiência sem recuperador, 20 a 30% com um e podem atingir 85% de eficiência termoeléctrica combinada em cogeração. A eficiência térmica recuperada do Niigata Power Systems 300-kW RGT3R atinge 32,5% enquanto o RGT3C 360 kW não recuperado está a 16,3%.A Turbina Capstone reivindica uma eficiência elétrica de 33% LHV para seus 200 kW C200S.
Em 1988, a NEDO iniciou o projeto da Turbina a Gás Cerâmico dentro do Projeto Japonês New Sunshine: em 1999, a Kawasaki Heavy Industries CGT302 com duplo eixo de 311,6 kW recuperado alcançou uma eficiência de 42,1% e uma temperatura de entrada da turbina de 1350 °C.Em Outubro de 2010, a Capstone foi premiada pelo Departamento de Energia dos EUA com o design de uma microturbina de dois estágios intercooler derivada dos seus motores actuais de 200 kW e 65 kW para uma turbina de 370 kW, visando uma eficiência eléctrica de 42%.
