يعمل التوربين الغازي على مبدأ تحويل الطاقة الحرارية للغازات الساخنة إلى طاقة ميكانيكية. ويتم ذلك من خلال عدة مراحل :

1-الاحتراق: يتم حرق الوقود (عادةً الغاز الطبيعي أو وقود الديزل) مع الهواء في غرفة احتراق، مما ينتج عنه غازات ساخنة عالية الضغط. تُحافظ هذه العملية على درجة حرارة عالية جداً، تتراوح بين 1300 و 1500 درجة مئوية.

2-التوسّع: تتدفق الغازات الساخنة عالية الضغط من غرفة الاحتراق إلى مجموعة من الشفرات الدوارة (التوربين). مع مرور الغازات عبر هذه الشفرات، تتوسّع وتنخفض سرعتها. هذا التوسع يحرك الشفرات، مما يؤدي إلى دوران عمود التوربين.

3-توليد الطاقة: يرتبط عمود التوربين بمولد كهربائي، فيحول الطاقة الميكانيكية الناتجة عن دوران العمود إلى طاقة كهربائية.

4-ضغط الهواء: جزء من الطاقة الناتجة عن التوربين يُستخدم لتشغيل ضاغط هواء. يعمل هذا الضاغط على ضغط الهواء الداخل إلى غرفة الاحتراق قبل عملية الاحتراق، مما يزيد من كفاءة الاحتراق ويزيد من كمية الطاقة المنتجة.

باختصار، دورة عمل التوربين الغازي هي:

هواء → ضاغط → غرفة احتراق + وقود → احتراق → غازات ساخنة عالية الضغط → توربين → طاقة ميكانيكية → مولد كهربائي → طاقة كهربائية

ميزات التوربينات الغازية:

*

كفاءة عالية نسبياً:

خاصة في الأحمال الكاملة.
*

حجم صغير نسبياً:

مقارنة بمحطات الطاقة التقليدية.
*

سرعة التشغيل:

يمكن تشغيلها وإيقافها بسرعة.
*

انبعاثات أقل:

مقارنة بالمحركات البخارية التقليدية، وإن كانت لا تزال تنتج انبعاثات.

عيوب التوربينات الغازية:

*

كفاءة منخفضة في الأحمال الجزئية.

*

تكلفة الوقود:

عادةً ما تستخدم وقودًا أكثر تكلفة من وقود المحطات الحرارية الأخرى.
*

حساسية لدرجة الحرارة:

تتأثر بكفاءة عملها بدرجة الحرارة المحيطة.
*

صيانة مكلفة:

تتطلب صيانة دورية دقيقة ومكلفة.


تُستخدم التوربينات الغازية في العديد من التطبيقات، بما في ذلك توليد الكهرباء، ودفع الطائرات والسفن، وكمحركات في محطات ضخ الغاز.