میکروتوربین ها در واقع توربینهای گازی کوچکی هستند که معمولاً ظرفیت آنها بین 30 تا 500 کیلووات می باشد. در یک میکروتوربین هوا توسط یک کمپرسور جریان شعاعی (سانتریفوژ) متراکم شده و سپس در یک مبدل حرارتی رکوپراتور، توسط گازهای گرم خروجی از توربین، پیش گرم می شود.
آنگاه هوای گرم شده در محفظه احتراق با سوخت مخلوط شده و محترق میگردند. گازهای داغ حاصل از احتراق که فشار و دمای بالایی دارند، در یک توربین منبسط شده و از این طریق روی توربین کار انجام می دهند. سپس این کار توسط یک ژنراتور به توان الکتریسیته تبدیل م یشود. کار حاصل از انبساط با چرخاندن توربین، باعث حرکت دادن کمپرسور نیز میشود.
سرانجام گازهای خروجی از توربین انبساط به مبدل حرارتی رکوپراتور رفته و باعث پیش گرم شدن هوای خروجی از کمپرسور میشود.
اکثر طرح های میکروتوربین ها تک محوره می باشد که از یک ژنراتور مغناطیس دائم سرعت بالا، برای تولید ولتاژ و فرکانس استفاده می شود. بیشتر واحدهای میکروتوربینها برای مصارف دائمی طراحی میشوند که می توان (AC) متغیر جریان متناوب برای افزایش راندمان، گرما را نیز بازیافت کرد.

مشخصات عمومی میکروتوربین ها :

دسترسی پذیری از نظر تجاری = قابل دسترس ولی محدود
گستره توان = 25 الی 500 کیلووات
سوخت = دیزل، پروپان، هیدورژن و گاز طبیعی
بازدهی الکتریکی اثرات محیطی = بین 20 تا 30 درصد انتشار کم

همان طور که ذکر گردید یکی از مهمترین مزیت های میکروتوربین ها سادگی ساختار و کوچکی ابعاد آنها می باشد.
میکروتوربین ها اغلب برای مکان های تجاری و ساختمان های بزرگ مانند هتلها، مراکز آموزشی و اداری مورد استفاده قرار می گیرند .
به گونه ای که شرکت Capstone  تا کنون 2400 میکروتوربین برای مصرف کنندگان تولید کرده است .
سیستم میکروتوربین ها بر اساس مصرف و تولید انرژی شامل 3 نوع میباشد که بطور خلاصه در زیر شرح داده شده اند:
-1 میکروتوربین های دارای رکوپراتور، به دلیل استفاده از گرمای خروجی اگزوز توربین، دارای بازده بیشتری می باشند.
-2 میکروتوربین های بدون رکوپراتور (دارای سیکل ساده) دارای بازدهی کمتری هستند اما در مقابل دارای قیمت پایینتری
نیز میباشند.
CHP -3 : میکروتوربین ها بر اساس سیستمهای تولید همزمان

میکروتوربین های دارای رکوپراتور:

اجزاء اصلی میکروتوربین عبارت است از:
1) کمپرسور و توربین شعاعی تک مرحل های،
2) ژنراتور مغناطیسی دائمی سرعت بالا (بالاتر از 120000 دور بر دقیقه)،
3) رکوپراتور ،
4) محفظه احتراق،
5) تجهیزات رگولاتور ولتاژ تولیدی و مبدلها،

سیستم عملکردی میکروتوربین

در میکروتوربین ها هوای ورودی پس از گذر از فیلتر وارد کمپرسور و پس از فشرده شدن، از قسمت رکوپراتور عبور می کند.
در این قسمت دمای هوا به واسطه دمای گازهای خروجی از توربین افزایش پیدا می کند. هوا پس از گرم شدن وارد محفظه احتراق و پس از ترکیب با سوخت، مشتعل می گردد. هوای مشتعل و داغ با سرعت زیاد به توربین وارد شده و پس از برخورد به پره های توربین باعث به گردش در آوردن پره های توربین می شود. سپس در انتها گازهای داغ از اگزوز وارد قسمت رکوپراتور شده و سیکل به طور پیوسته تکرار میگردد. بخشی از نیروی تولید شده توسط توربین صرف چرخاندن کمپرسور هوا و باقی مانده از طریق یک شفت رابط به ژنراتور منتقل می شود. و برق تولیدی توسط ژنراتور پس از تنظیم شدن به مصرف می رسد.
بنابراین میکروتوربین ها سیستم های بسیار ساد های هستند که معمولاً تنها دارای یک جزء متحرک می باشند. این جزء متحرک یک شافت سرعت بالا است که کمپرسور، چرخ توربین و ژنراتور را تحمل می کند. این شافت به جای سوار شدن بر روی یاتاقان روغن کاری شده که در اکثر توربین های احتراقی مورد استفاده قرار میگیرد، بر روی یاتاقان هوایی سوار شده است. این امر باعث کاهش هزینه تعمیرات و پیچیدگی فنی می گردد. البته میکروتوربینها بطور کلی شامل دو نوع تک شافتیو دو شافتی می باشند. در مدل تک شافتی، یک توربین، کمپرسور و ژنراتور را می چرخاند در حالی که در مدل های دو شافتی، توربین گرداننده کمپرسور بر روی یک شافت و توربین گرداننده ژنراتور بر روی شافت دیگر واقع شده است.
در مدل های دو شافتی می توان با استفاده از یک توربین جداگانه برای ژنراتور و استفاده از جعبه دنده و به کاربردن ژنراتورهای سنکرون معمولی (مثلاً با سرعت گردش 3600 دربر دقیقه) فرکانس مناسب برای مصرف کننده را مستقیماً تولید نمود. در این نوع میکروتوربین ها فشارها کمتر و عمر ماشین طولانی تر خواهد بود. البته معمولاً هزینه این نوع میکروتوربینها بیشتر از نوع تک شافتی می باشد. مدل های تک شافتی معمولاً برای بهره برداری در سرعت چرخش بسیار بالا (در برخی مدل ها بیش از
100000 دور بر دقیقه) طراحی می گردند و جریان متناوب تولید شده توسط ژنراتور آنها دارای فرکانس بسیار بالایی می باشد.

همان طور که ذکر گردید استفاده از میکروتوربین های گازی بسیار متنوع می باشد. در ذیل ، کاربردهای متنوع میکروتوربین ها نشان داده شده است :
الف) استفاده در آپارتمان
ب) استفاده در اداره
ج) استفاده در هتل
د) استفاده در ایستگاه تقویت فشار
ه) استفاده در مدارس
و) استفاده در کارخانه
ز) استفاده در زندان
ح) استفاده در ایستگاه تلویزیون
ط) بکارگیری میکروتوربین های گازی در شبکه تأمین برق