Микротурбина

Микротурбина (микротурбогенератор) — компактная турбина. Отчасти, успех микротурбин обусловлен развитием электроники, делающей возможной работу оборудования без вмешательства человека. Микротурбины применяются в самых сложных проектах автономного электроснабжения.

Микротурбинные системы имеют множество преимуществ перед автономными электростанциями на базе поршневых двигателей: более высокая плотность мощности (с учетом занимаемой площади и веса), экстремально низкие эмиссии или всего несколько (или одна) движущихся частей. Микротурбины Capstone разрабатываются с воздушными подшипниками и охлаждаются воздухом без использования моторного масла и смазочно-охлаждающих жидкостей. Преимущество микротурбин также заключается в том, что большая часть выделяемой тепловой энергии сосредоточена в системе выхлопа с относительно высокой температурой в то время, как выделяемое тепло возвратно-поступательных двигателей распределяется между выхлопом и охлаждающей системой.

Микротурбины могут работать на большей части промышленных топлив, таких как: природный газ, пропан, дизельное топливо, керосин, попутный нефтяной газ, также могут использоваться возобновляемые виды топлива: E85, биодизель и биогаз.

Микротурбина имеет компрессор, одноступенчатую радиальную турбину, инвертор и рекуператор. Тепло дымовых газов может быть использовано для подогрева воды, воздуха, процессов осушения или в абсорбционно-холодильных машинах — АБХМ, которые создают холод для кондиционированния воздуха, используя бесплатную тепловую энергию вместо электрической энергии.

КПД типовых микротурбин массового производства достигает 35 %. В режиме комбинированной генерации электричества и тепловой энергии — когенерации, может достигаться высокий коэффициент использования топлива — КИТ, выше 85 %.

Преимущества микротурбин:

эластичность и адаптивность к восприятию электрических нагрузок в диапазоне от 1 до 100 %
возможность длительной работы микротурбины на предельно низкой мощности — 1 %,
низкий уровень эмиссий,
отсутствие дымовых труб,
отсутствие в микротурбинах моторного масла, смазки
отсутствие охлаждающих жидкостей,
быстрое и технологичное подключение к топливным магистралям, электрическим коммуникациям и тепловым сетям,
сервисное обслуживание микротурбины — 1 день, 1 раз в году,
низкий уровень шума,
предельно малый уровень вибраций микротурбины,
система дистанционного контроля,
компактные размеры микротурбины,
возможность размещения микротурбинной электростанции на крышах зданий,
высокое качество производимой электроэнергии ввиду наличия инвертора,
комбинированное производство электроэнергии и тепла (когенерация),
возможность работы в условиях низких температур (Крайний Север, Арктика).
Массачусетский технологический институт (MIT) начал проект разработки миллиметровых двигателей турбин в середине 1990-х, когда профессор аэронавтики и астронавтики Алан Епштейн обосновал возможность создания персональных турбин, которые будут способны удовлетворить персональные потребности в электричестве современного человека, по примеру того, как большая турбина может удовлетворить потребности в электричестве небольшого города. Согласно исследованиям профессора Епштейна существующие в настоящее время промышленные литий-ионные аккумуляторы поставляют около 120—150 Вт·ч/кг. Миллиметровая турбина МИТ будет поставлять около 500—700 Вт·ч в ближайшем будущем, и в дальнейшем эта величина вырастет до 1200—1500 Вт·ч.

Сферы применения микротурбин:

нефтегазовая сфера — утилизация ПНГ^[1] (попутный нефтяной газ является побочным эффектом нефтедобычи и образует значительное количество вредных выбросов. Энергетические установки имеют возможность использовать ПНГ для выработки электроэнергии, что обладает очень высокой степенью эффективности),
децентрализованное энергоснабжение (в том числе сотовая связь),
энергоснабжение в условиях Крайнего Севера,
энергоснабжение торговых комплексов,
энергоснабжение дата-центров,
энергоснабжение фармацевтических складов,
энергоснабжение стройплощадок,
энергоснабжение аграрного сектора.

Производители: