De består av en kompressor, en förbrännare, en turbin och en elgenerator på en enda eller två axlar.De kan ha en rekuperator som fångar upp spillvärme för att förbättra kompressorns verkningsgrad, en mellankylare och återuppvärmning.De roterar vid över 40 000 varv per minut och en vanlig mikroturbin med en enda axel roterar vanligtvis vid 90 000-120 000 varv per minut.De har ofta en enstegs radialkompressor och en enstegs radialturbin.Rekuperatorer är svåra att konstruera och tillverka eftersom de arbetar under höga tryck- och temperaturskillnader.
Framsteg inom elektronik möjliggör obevakad drift och elektronisk kraftomkopplingsteknik eliminerar behovet av att generatorn måste synkroniseras med elnätet, vilket gör att den kan integreras med turbinaxeln och dubbelt fungera som startmotor.Gasturbiner tar emot de flesta kommersiella bränslen, t.ex. bensin, naturgas, propan, dieselbränsle och fotogen, samt förnybara bränslen som E85, biodiesel och biogas.För att starta på fotogen eller diesel kan det krävas en mer flyktig produkt som propangas.Mikroturbiner kan använda mikroförbränning.
Gasturbiner i fullstorlek använder ofta kullager.Mikroturbiners temperaturer på 1 000 °C och höga hastigheter gör oljesmörjning och kullager opraktiska; de kräver luftlager eller eventuellt magnetlager.De kan konstrueras med folielager och luftkylning som fungerar utan smörjolja, kylmedel eller andra farliga material.
För att maximera effektiviteten vid delbelastning kan flera turbiner startas eller stoppas efter behov i ett integrerat system.Kolvmotorer kan reagera snabbt på förändringar i effektbehovet medan mikroturbiner förlorar mer effektivitet vid låga effektnivåer.De kan ha ett högre effekt/viktförhållande än kolvmotorer, låga utsläpp och få, eller bara en, rörlig del.Kolvmotorer kan vara effektivare, vara billigare totalt sett och vanligtvis använda enkla ledningslager som smörjs med motorolja.
Mikroturbiner kan användas för kraftvärmeproduktion och decentraliserad produktion som turbogeneratorer eller turbogeneratorer eller för att driva elektriska hybridfordon. Större delen av spillvärmen finns i avgaserna med relativt hög temperatur, vilket gör det enklare att fånga upp den, medan kolvmotorernas spillvärme är uppdelad mellan dess avgas- och kylsystem. spillvärme kan användas för vattenuppvärmning, rumsuppvärmning, torkningsprocesser eller absorptionskylare, som skapar kyla för luftkonditionering med hjälp av värmeenergi i stället för elenergi.
EfficiencyEdit
Mikroturbiner har en verkningsgrad på cirka 15 % utan rekuperator, 20-30 % med en sådan och de kan nå 85 % kombinerad termisk-elektrisk verkningsgrad vid kraftvärmeproduktion.Den rekupererade Niigata Power Systems RGT3R med en termisk verkningsgrad på 300 kW når 32,5 %, medan den icke-rekupererade RGT3C med 360 kW ligger på 16,3 %.Capstone Turbine hävdar en elektrisk verkningsgrad på 33 % LHV för sin 200 kW C200S.
År 1988 startade NEDO projektet för keramiska gasturbiner inom ramen för det japanska New Sunshine-projektet: 1999 uppnådde den rekupererade tvåaxlade 311,6 kW Kawasaki Heavy Industries CGT302 med två axlar en verkningsgrad på 42,1 % och en inloppstemperatur på 1350 °C i turbinen.I oktober 2010 tilldelades Capstone av det amerikanska energidepartementet en design av en tvåstegs intercoolerad mikroturbin som härstammar från dess nuvarande 200 kW- och 65 kW-motorer för en 370 kW-turbin med en elektrisk verkningsgrad på 42 %.
Forskare från Lappeenranta University of Technology har designat en 500 kW intercoolerad och återvunnen tvåaxlad mikroturbin med två axlar som siktar på en verkningsgrad på 45 %.
