دلایل استفاده از میکرو توربینها

١. آلودگی زیست محیطی بسیار پایین.

٢. بهره‌وری بسیار بالا(در صورت استفاده به صورت CHP بازده آنها به حدود ٩٠ درصد می‌رسد).

سازندگان اصلی توربین گاز

از جمله شرکتهای ساخت توربین در ایران می‌توان شرکت مپنا و شرکت مهندسی و ساخت توربین گازی ایران (توگا) را نام برد. از آغاز تأسیس در سال ۱۳۷۱، گروه مپنا اجرای نزدیک به ۱۰۰ پروژه به ارزش بیش از ۳۰ میلیارد یورو را در کارنامه خود ثبت کرده است. علاوه بر آن ۶۰ محصول گوناگون و ۸۵ نوع خدمات مختلف را به مشتریان خود عرضه می‌کند. شرکت مپنا، از سال ۱۳۸۶ وارد فعالیت در زمینه پروژه‌های نفت و گاز هم شده است. پروژه‌های حفاری چاههای نفت در خشکی و پروژه تبدیل گاز به برق به نام پروژه میدان گازی فروز B در محل ۴۵ کیلومتری جنوب شرقی جزیره کیش واقع در خلیج فارس از جمله این فعالیتها به شمار می‌روند.

افزایش بهره وری توربین گازی

با منبسط شدن گازهای حاصل از احتراق که دارای دما و فشار بالایی هستند در چندین طبقه از پره‌های ثابت و متحرک قدرت در توربین گاز تولید می‌شود. برای تولید بالا برای محفظه احتراق (حدود ٤ تا ١٣ اتمسفر) از کمپرسورهای محوری با چندین طبقه استفاده می‌شود. در هر طبقه بر میزان فشار هوای مکیده شده توسط کمپرسور افزوده می‌شود. کمپرسور توسط توربین به گردش در می‌آید، به همین منظور محور کمپرسور و توربین به هم متصل است. اگر همه چیز را ایده‌آل فرض کنیم یعنی اصطکاک و تلفات ترمودینامیکی سیال صفحه فرض شوند همه فرآیندها در تمام طبقات کمپرسور و توربین ایده‌آل است و افت فشار در محفظه احتراق نیز صفر است. بعد از راه‌اندازی توربین گاز اگر کل سیستم را به حالت خود رها کنیم (بدون این‌که سوختی مصرف کنیم) به طور قاعده باید قدرت تولید شده در توربین مساوی قدرت مصرف شده در کمپرسور باشد، اما این از لحاظ علمی غیرممکن است. در توربین گاز حدود قدرت تولید شده در توربین صرف به گردش آوردن کمپرسور شده و آن به عنوان کار خروجی برای تولید برق (یا هر مصرف دیگر) مصرف می‌شود. بنابراین لازم است که قدرت تولیدی در توربین بیشتر از قدرت مصرفی در کمپرسور باشد. برای این منظور می‌توان با اضافه کردن حجم سیال عامل در فشار ثابت یا افزایش فشار آن در حجم ثابت قدرت تولیدی توربین را افزایش داد. هر یک از دو روش فوق را می‌توان با بالا بردن دمای سیال عامل پس از متراکم ساختن آن به کار برد. برای افزایش دمای سیال عامل یک محفظه احتراق لازم است تا با احتراق سوخت دمای هوا بالا رود.

در توربینهای گاز ممکن است یکی از دو نوع سوخت گازوئیل یا گاز طبیعی استفاده شود. توربینهای گازی را از روی عمل انبساط گازها مانند توربین بخار تقسیم بندی می‌کنند که عبارتند از:

١- توربینهای ضربه‌ای

٢- توربینهای ضربه‌ای- عکس العملی

١- توربینهای گازی با سیکل باز (سیال عامل از هوای بیرون موتور وارد و به داخل هوای محیط تلمبه می‌شود).

٢- توربینهای گاز با سیکل بسته (سیال عامل از هوای بیرون موتور وارد و به داخل هوای محیط تخلیه می شود).

نیروگاههای سیکل ترکیبی (Combined cycle power plant)

با بکار گیری توربینهای گازی در چرخه‌های ترکیبی می‌توان پایین بودن بازده آن را بر طرف کرد و در نتیجه آن را برای تامین بار پایه بکار گرفت، در عین حال از مزایای دیگر آن نیز مانند راه‌اندازی سریع و انعطاف پذیری  آن در محدوده‌ی گسترده‌ای از بار بهره‌مند شد.

سوخت نیروگاه سیکل ترکیبی

توربینهای مورد استفاده در نیروگاههای سیکل ترکیبی معمولا با گاز طبیعی تغذیه می‌شوند. انتظار می‌رود ذخایر جهانی گاز طبیعی تا سال ٢٠٧٠ مصرف شود،با این حال بهبود در استخراج گاز و ذخایر گازی به طور چشمگیری افزایش یافته است. افزایش میزان سرمایه‌گذاران خصوصی و مصرف‌کنندگان به دلیل آن است که گاز متنوع‌تر از، زغال سنگ یا نفت است و می‌تواند در ٩٠ درصد از برنامه‌های انرژی مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال شیلی که ٧٠ درصد برق تولیدی خود را  از ذخایر آبی تامین می‌کند، در حال حاضر به دنبال افزایش گاز خود در مواقع خشکسالی  است. به همین ترتیب چین نیز به منظور کاهش وابستگی خود به زغال سنگ، که ٨٠ درصد در تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرد به دنبال افزایش بهره‌برداری از گاز است.

نیروگاههای سیکل ترکیبی را می‌توان با بیوگاز حاصل از ضایعات کشاورزی و جنگلداری، که اغلب در مناطق روستایی به آسانی قابل دسترس است تغذیه کرد. نیروگاههای سیکل ترکیبی معمولا با گاز طبیعی طراحی شده است، اگرچه سوخت نفت، گاز سنتز و یا دیگر سوختها را می‌توان مورد استفاده قرار داد، سوخت مکمل ممکن است گاز طبیعی، نفت ، یا زغال سنگ باشد.

تولید همزمان برق و حرارت یک روش صرفه جویی انرژی است که در آن برق و حرارت بطور همزمان تولید می‌شوند. حرارت حاصل از تولید همزمان می‌تواند به منظور گرمایش ناحیه‌ای (District heating) یا در صنایع فرآیندی مورد استفاده قرار گیرد. فرآیند تولید همزمان می‌تواند بر اساس استفاده از توربینهای گاز، توربینهای بخار یا موتورهای احتراقی بنا نهاده شود و منبع تولید انرژی اولیه نیز شامل دامنه وسیعی است، که می‌تواند سوختهای فسیلی، زیست توده، زمین گرمایی یا انرژی خورشیدی باشد. در واحدهای تولید همزمان برق و حرارت، تلفات به حداقل می‌رسد. بازده کلی این واحدها بین ٨٠ تا ٩٠ درصد خواهد بود، این در حالی است که در یک نیروگاه متداول بازده حرارتی بین ٤٠ تا ٥٠ درصد است.

سیستمهای CHP در سه بخش کلی کاربرد دارد: 

٢ – بازیافت حرارت هدر رفت برای گرمایش و سرمایش، رطوبت زدایی و یا کاربردهای فرایندی گوناگون.

اما دو شکل کلی از سیستمهای CHP در حال حاضر وجود دارد: 

٢- بویلر بخار با توربین بخار 

توربین گازی یا موتور رفت و برگشتی در سیستمهای CHP از سوختن گاز ( گاز طبیعی یا بیوگاز ) تولید الکتریسیته می‌کنند و در مرحله بعد حرارت  خروجی از سیستم توسط قسمت بازیافت حرارت گرفته می‌شود. این انرژی به شکل بخار یا آب داغ در سیستمهای حرارتی مجاور استفاده می‌شود. از این رو این گونه سیستمهای CHP را می‌توان در صنایع بزرگ و کوچک که نیاز به تامین برق و حرارت به طور همزمان دارند استفاده کرد.