Acestea cuprind un compresor, un arzător, o turbină și un generator electric pe un singur arbore sau două.Ele pot avea un recuperator care captează căldura reziduală pentru a îmbunătăți eficiența compresorului, un intercooler și o reîncălzire. ele se rotesc la peste 40.000 RPM, iar o microturbină obișnuită cu un singur arbore se rotește de obicei la 90.000 până la 120.000 RPM. ele au adesea un compresor radial cu un singur etaj și o turbină radială cu un singur etaj.Recuperatoarele sunt dificil de proiectat și de fabricat deoarece funcționează sub diferențe mari de presiune și temperatură.
Progresele în electronică permit funcționarea nesupravegheată, iar tehnologia de comutare electronică a puterii elimină necesitatea ca generatorul să fie sincronizat cu rețeaua electrică, permițându-i să fie integrat cu arborele turbinei și să se dubleze ca motor de pornire.Turbinele cu gaz acceptă majoritatea combustibililor comerciali, cum ar fi benzina, gazul natural, propanul, motorina și kerosenul, precum și combustibili regenerabili, cum ar fi E85, biodiesel și biogaz.Pornirea pe kerosen sau motorină poate necesita un produs mai volatil, cum ar fi gazul propan.Microturbinele pot folosi microcombustia.
Turbinele cu gaz de dimensiuni mari folosesc adesea rulmenți cu bile.Temperaturile de 1000 °C și vitezele mari ale microturbinelor fac ca lubrifierea cu ulei și rulmenții cu bile să fie nepractice; acestea necesită rulmenți cu aer sau, eventual, rulmenți magnetici.Acestea pot fi proiectate cu rulmenți cu folie și răcire cu aer care funcționează fără ulei de lubrifiere, agenți de răcire sau alte materiale periculoase.
Pentru a maximiza eficiența la sarcină parțială, mai multe turbine pot fi pornite sau oprite în funcție de necesități într-un sistem integrat.Motoarele cu piston pot reacționa rapid la modificări ale necesarului de putere, în timp ce microturbinele pierd mai multă eficiență la niveluri scăzute de putere. ele pot avea un raport putere/greutate mai mare decât motoarele cu piston, emisii scăzute și puține sau doar o singură piesă mobilă. motoarele cu piston pot fi mai eficiente, pot fi mai ieftine în general și folosesc de obicei rulmenți cu butuc simplu lubrifiați cu ulei de motor.
Microturbinele pot fi utilizate pentru cogenerare și generare distribuită ca turboalternatoare sau turbogeneratoare sau pentru a alimenta vehicule electrice hibride. Cea mai mare parte a căldurii reziduale este conținută în gazele de eșapament la temperaturi relativ ridicate, ceea ce o face mai simplu de captat, în timp ce căldura reziduală a motoarelor cu piston este împărțită între gazele de eșapament și sistemul său de răcire. căldura de eșapament poate fi utilizată pentru încălzirea apei, încălzirea spațiilor, procese de uscare sau răcitoare cu absorbție, care creează frig pentru aer condiționat din energie termică în loc de energie electrică.
EficiențăEdit
Microturbinele au o eficiență de aproximativ 15% fără recuperator, de 20 până la 30% cu unul și pot ajunge la o eficiență termică-electrică combinată de 85% în cogenerare.Eficiența termică a sistemului Niigata Power Systems RGT3R de 300 kW recuperat ajunge la 32,5%, în timp ce RGT3C de 360 kW nerecuperat este de 16,3%.Capstone Turbine pretinde un randament electric LHV de 33% pentru C200S de 200 kW.
În 1988, NEDO a demarat proiectul Ceramic Gas Turbine în cadrul proiectului japonez New Sunshine: în 1999, turbina recuperată cu arbore dublu de 311,6 kW Kawasaki Heavy Industries CGT302 a atins un randament de 42,1% și o temperatură de intrare în turbină de 1350 °C.În octombrie 2010, Capstone a primit din partea Departamentului de Energie al SUA proiectarea unei microturbine cu două trepte cu răcire intermediară, derivată din motoarele sale actuale de 200 kW și 65 kW, pentru o turbină de 370 kW care vizează un randament electric de 42%.Cercetătorii de la Universitatea de Tehnologie din Lappeenranta au proiectat o microturbină cu doi arbori cu răcire intermediară și recuperare de 500 kW care vizează un randament de 45%.
.
