Cos'è turbina kaplan?

Turbina Kaplan

La turbina Kaplan è un tipo di turbina idraulica ad azione, particolarmente adatta per siti con bassa caduta (altezza della colonna d'acqua) e alta portata. Si tratta di una turbina ad elica con pale regolabili, che consente di mantenere un'alta efficienza anche con variazioni significative della portata d'acqua.

Caratteristiche principali:

Bassa caduta, alta portata: Funziona efficacemente con cadute d'acqua tipicamente inferiori a 40 metri e con portate elevate.
Pale regolabili: Sia le pale del rotore (girante) che le pale del distributore (statore) sono regolabili, consentendo di ottimizzare l'angolo di attacco dell'acqua alle pale e massimizzare l'efficienza anche a diverse portate. Questa regolazione è un fattore chiave della sua efficienza, rispetto a turbine ad elica fisse.
Alta efficienza: Grazie alla regolazione delle pale, le turbine Kaplan possono raggiungere un'efficienza superiore al 90% in un ampio intervallo di portate.
Flusso assiale: L'acqua fluisce attraverso la turbina parallelamente all'asse di rotazione.

Componenti principali:

Distributore: È composto da una serie di pale mobili che regolano l'angolo e la quantità di acqua che entra nella girante. Il distributore controlla la portata e dirige il flusso d'acqua in modo ottimale verso le pale della girante.
Girante: È l'organo rotante della turbina, costituito da una serie di pale sagomate per convertire l'energia cinetica dell'acqua in energia meccanica rotazionale. Le pale sono regolabili, per adattarsi alle diverse portate.
Cassa spirale: Distribuisce uniformemente l'acqua intorno al distributore. Ha una forma a spirale per mantenere una velocità dell'acqua costante.
Tubo di aspirazione: È un condotto divergente posto a valle della girante. Serve a recuperare parte dell'energia cinetica dell'acqua in uscita dalla girante, migliorando l'efficienza complessiva della turbina. Il tubo di aspirazione permette di installare la turbina al di sopra del livello di scarico.

Applicazioni:

Le turbine Kaplan sono ampiamente utilizzate in:

Centrali idroelettriche a bassa caduta: Sono la scelta preferita per impianti di produzione di energia idroelettrica con basse cadute d'acqua e portate elevate.
Dighe e canali: Vengono installate in dighe e canali per sfruttare il flusso dell'acqua per generare energia elettrica.
Piccoli impianti idroelettrici: Esistono versioni più piccole delle turbine Kaplan adatte per micro e mini impianti idroelettrici.

Vantaggi:

Alta efficienza anche con variazioni di portata.
Adattabilità a siti con basse cadute e alte portate.
Affidabilità e lunga durata.

Svantaggi:

Costo maggiore rispetto ad altri tipi di turbine.
Complessità del sistema di controllo delle pale.
Sensibilità alla cavitazione: A determinate condizioni di funzionamento, può verificarsi cavitazione, che danneggia le pale della turbina.