Las turbinas Kaplan son las más eficientes turbinas de agua, ya que funciona igual a la hélice del motor de un barco. Realizan saltos de pequeña altura y grades caudales, sus amplias palas o alabes de la turbina son impulsadas de por agua de alta presión liberada por una compuerta.
Estas se caracterizan porque los alabes del rodete y los del distribuidor son fijos, por la cual se usa cuando el caudal y el salto son constantes.
Los componentes de la turbina Kaplan
Son perecidas a las turbinas Francis, por lo cual tienen similares componentes que cumplen las mimas funciones. Los elementos que poseen son:
- Eje.
- Turbo de aspiración.
- Cámara espiral. Metálica o de hormigón, de secciones apropiadas.
- Distribuidor.
- Cojinete guía de turbina.
- Equipo de sellado del eje de turbina.
- Cojinete de empuje.
Eficiencia de la turbina Kaplan
Al ser un turbina de reacción de flujo hacia adentro, hace que el fluido de trabo cambie de presión a medida que se mueva entra la turbina y le de energía. Luego la potencia se recupera tanto de la cabeza hidrostática como de la energía cinética del agua que fluye.
La entrada de la turbina Kaplan es un tubo en forma de espiral que se envuelve a través de la puerta de acceso de la turbina. El agua recorre en forma tangencial a través del acceso y se convierte en un espiral en el corredor con forma de hélice, esto hace que pueda girar.
No siempre se necesita que la turbina se encuentre por debajo del nivel del flujo de agua, siempre que el tubo de tiro este lleno de agua. Las actuales investigaciones incluyen mejoras de eficiencias para poder impulsar a las turbinas Kaplan, con nuevos diseños y ayudan a aumentar las tasas de supervivencia de los peces que pasan.
Las palas de la hélices giran sobre los cojinetes de aceite hidráulico de lata presión, haciendo que sea un elemento fundamental en su diseño y mantener un sello positivo para evitar la emisión de aceite a la vía fluvial.
Aplicaciones que se utilizan para las turbinas Kaplan
Las turbinas Kaplan son utilizadas en muchas partes del mundo para la producción de energía eléctrica, ya que cubren los sitios hídricos más bajos y son especialmente adecuados para condiciones de altos flujos.
Ya que las micro turbinas poseen un bajo costo en el modelo de turbina Kaplan, están fabricadas para la producción de energía individual diseñada para 3 metros de altura, que pueden funcionar fácilmente para 0,3 metros de altura con un rendimiento reducido y con el flujo de agua suficiente para poder ejercer su trabajo.
Variaciones de turbinas Kaplan
Se utilizan casualmente para turbinas tipos hélices, pero también existen algunas variaciones diferentes como:
- Bombilla o turbinas tabulares que están diseñadas en el tubo de suministro de agua. En esta le agregan una bombilla grande al centro de la tubería de aguan que contiene un generador, la puerta peatonal y el corredor. Estas turbinas tienen un diseño completamente axial, mientras que las turbinas Kaplan tienen la compuerta radial.
- Turbinas de hélices tienen paletas de hélices no ajustables. Se utilizan estas turbinas cuando el rango de flujo no es grande, por este motivo existen varios productos comerciales para producir varios cientos de vatios desde solo unos pocos pies de altura.
- Las turbinas straflo son axiales que tienen el generador fuera del canal de agua y conectado a la periferia del corredor.
- Turbinas Tyson, estas turbinas de hélices fijas, son utilizadas para sumergirse en el rio de flujo rápido, ya sea permanentemente anclada en el lecho del rio o unida al barco o barcaza.
