MicroTurbinen
Die MicroTurbinen entstanden aus der Turboladertechnologie und der Entwicklung in der Luftfahrtindustrie. Strom wird über einen schnelllaufenden Generator erzeugt, der direkt mit der Turbine gekoppelt ist.
Funktionsbeschreibung der MicroTurbinen
MicroTurbinen sind in der Regel Einwellenmaschinen, bei denen Generator, Verdichter und Turbine auf einer Welle befestigt sind.
Abb. 1: Funtkionsschema einer Turbine
Bei diesen Einwellenmaschinen werden ein schnelllaufender Permanent-Magnet-Generator und ein elektronisches Getriebe zur Netzeinkopplung eingesetzt. Abb. 1 zeigt das Funktionsschema einer Einwellenmaschine. Der Generator wird mit der gleichen Drehzahl wie die Turbine betrieben (z. B. 96.000 U/min).
Das Funktionsschema stellt gleichzeitig die wesentlichen Baugruppen und Schnittstellen der MicroTurbine dar. Sie gliedern sich in Brennstoffversorgung, Turbinen-Generatoreinheit und dem Leistungscontroller, der für die Netzankopplung (elektronisches Getriebe) zuständig ist.
Bevor nun die technischen Details einzelner Anlagen erklärt werden, sollen zunächst einige thermodynamische Details an Hand der Luftwege erläutert werden. Sehen Sie hierzu Abb.2 Schnittbild der Capstone MicroTurbine.
Abb. 2: Weg der Verbrennungsluft bei der Capstone-MicroTurbine
Die Verbrennungsluft tritt über den Generator in die MicroTurbine ein und kühlt diesen dabei. Anschließend wird die Luft im Radialverdichter auf etwa 4 bar komprimiert. Im Rekuperator wird sie durch die heißen Abgase vorgewärmt. In der Brennkammer kommt der Brennstoff hinzu und wird gezündet. Die heißen Verbrennungsgase werden in der Turbine entspannt und treiben so Verdichter und Generator an. Nachdem die Abgase einen Teil ihrer Wärmeenergie im Rekuperator abgegeben haben, verlassen sie die MicroTurbine in Richtung Abgaswärmetauscher bzw. Kamin.