Mikrogasturbinen-BHKW

Prinzipieller Aufbau einer Mikro-Gasturbine

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Funktionsweise und Leistungsbereich

Grundlagen für die Entwicklung von Mikroturbinen lieferte die Turboladertechnik sowie die Luftfahrtindustrie. Strom wird über einen schnelllaufenden Generator erzeugt, der direkt mit der Turbine gekoppelt ist. Die Drehzahl des Turbosatzes liegt je nach Größe und Leistung zwischen 40.000 und 120.000 Umdrehungen pro Minute. Der so erzeugte hochfrequente Wechselstrom mit z.T. über 1.000 Hz wird in der Leistungselektronik der Turbine zunächst über Gleichrichter in Gleichstrom umgewandelt und erst dann in Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz.
Die Mikrogasturbine wird - wie jede Gasturbine - mit hohem Verbrennungsluftüberschuss gefahren (z.B. Lamda = 3,5). Die über den Turbosatz ausgekoppelte Wärme wird dem Heizungsnetz zugeführt. Das Mikrogasturbinen-BHKW erreicht damit Gesamtwirkungsgrade von 85 % (Strom und Wärme). Der elektrische Wirkungsgrad liegt bei 25 bis 28 %.

Mikrogasturbinen eignen sich für den BHKW-Betrieb im Leistungsbereich unterhalb von 500 kW elektrischer Leistung.
Das nebenstehende Bild zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Mikro-Gasturbine mit Rekuperatortechnik. Dank dieser Technik können elektrische Wirkungsgrade von 25% bis 28 % erreicht werden. Ein Rekuperator nutzt die Wärmeenergie aus den Turbinenabgasen und wärmt damit die Verdichteraustrittsluft auf, bevor diese in die Brennkammer gelangt. Dadurch vermindert sich der benötigte Brennstoffeinsatz und es können höhere elektrische Wirkungsgrade erzielt werden. Trotzdem fallen die Wirkungsgrade von Motorenanlage derselben Größenklasse noch um einige Prozentpunkte höher aus.

Aufgrund der gasturbinenspezifischen Abwärmecharakteristik, bei der das gesamte Abwärmepotential auf einem hohen Temperaturniveau von rund 275°C anfällt, eignet sich die Mikrogasturbine vor allem für kleinere Industriebetriebe mit Prozeßwärmebedarf sowie als Aggregat zur Klimakälteerzeugung mittels Absorptionskältemaschine.

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