Le turbine a gas: cosa sono e il loro funzionamento
Capstone Green Energy, società californiana leader mondiale nella produzione di sistemi energetici cogenerativi con microturbine a gas, di cui IBT Group è distributore esclusivo per il mercato italiano, conta più di 100 brevetti registrati e 9.000 installazioni in oltre 80 paesi, di cui oltre 250 installate da IBT Group. In questo articolo, ci focalizzeremo sull’analisi delle turbine a gas: dalla loro struttura al loro funzionamento, passando per le possibili applicazioni, ecco tutto quello che dovete sapere a riguardo!
Le turbine a gas
Le turbine a gas di Capstone convertono l’energia di combustione in energia elettrica tramite il generatore e recuperano energia termica dai fumi di scarico; questo è possibile grazie alla tecnologia oil-free, di origine aeronautica, che presenta numerosi vantaggi: dalla modulazione del carico elettrico dallo 0 al 100% alla ridotta emissione di inquinanti in atmosfera (NOx < 18mg/Nmc e CO < 50 mg/Nmc, le più basse oggi disponibili), dalle basse vibrazioni ed emissioni sonore fino ai bassi costi di manutenzione, con la garanzia di 8.600 ore/anno continuative. Questa tipologia di impianto è particolarmente indicata per le strutture che necessitano di modulare la propria potenza elettrica in base ai picchi stagionali o giornalieri di consumo e, per questo motivo, trova amplio utilizzo, ad esempio, nei settori alberghiero, ospedaliero, cartario, food&beverage e tessile.
Che tipo di motore è una turbina a gas?
La turbina a gas è frutto dell’esperienza maturata nell’industria aeronautica da parte dei fondatori di Capstone Green Energy, e, non a caso, richiama quella impiegata nel motore di un turbo-jet. Al suo interno, la turbina Capstone presenta solo una parte in movimento (ovvero, l’albero su cui sono calettati turbina e compressore) che ‘poggia’ su dei cuscinetti ad aria (air-bearings) in grado di sostenere l’albero della turbina in rotazione senza contatto meccanico. L’assenza di liquidi di raffreddamento, di vibrazioni e di olio lubrificante, non richiede inoltre il conseguente smaltimento di olio esausto, e rappresenta una drastica riduzione sia dei costi di manutenzione sia dei fermi impianto necessari per la stessa. Inoltre, i momenti di attrito, che si verificano solo nella fase di avviamento ed arresto della macchina, sono “stress-free” in quanto ammortizzati da una struttura di supporto progettata appositamente che garantisce durabilità e funzionalità delle parti meccaniche.
Il funzionamento delle turbine a gas
Il modulo Turbina Capstone è di tipo monostadio caratterizzato da una sezione di compressione aria calettata sull’albero turbina e da un generatore con rotore a magneti permanenti. Per quanto riguarda il suo funzionamento, nella fase di avviamento la turbina è posta in rotazione dal generatore elettrico funzionante da motore fino a che il sistema non raggiunge la velocità di autosostentamento. A questo punto, nella camera di combustione viene inviata la miscela di combustibile ed aria necessaria al funzionamento della turbina stessa; così facendo, questa aumenterà la sua velocità di rotazione, fino al raggiungimento della potenza nominale. Inoltre, il recuperatore permette di aumentare la temperatura dell’aria in ingresso alla camera di combustione, ottenendo un maggior rendimento del modulo turbine. La turbina Capstone rappresenta il turbogeneratore oil-free più evoluto al mondo per l’autogenerazione ad alta efficienza di energia elettrica e termica, ed è disponibile in sei taglie modulari (da 30KWE a 1MWE) che possono funzionare con combustibili sia fossili sia rinnovabili.
