Wie funktioniert eine Kaplan-Turbine?
Die Kaplan-Turbine ist eine Reaktionsturbine mit nach innen gerichteter Strömung, was bedeutet, dass das Arbeitsfluid seinen Druck ändert, wenn es sich durch die Turbine bewegt und seine Energie abgibt. Energie wird sowohl aus der Wassersäule als auch aus der kinetischen Energie des fließenden Wassers zurückgewonnen. Das Design kombiniert Merkmale von Radial- und Axialturbinen. Der Einlass ist ein spiralförmiges Rohr, das sich um das Leittor der Turbine wickelt. Das Wasser wird tangential durch das Leittor geleitet und spiralförmig auf einen propellerförmigen Läufer geleitet, wodurch es sich dreht. Der Auslass ist ein speziell geformtes Saugrohr, das dabei hilft, das Wasser zu verlangsamen und kinetische Energie zurückzugewinnen. Die Turbine muss sich nicht am tiefsten Punkt des Wasserdurchflusses befinden, solange das Saugrohr mit Wasser gefüllt bleibt. Eine höhere Turbinenposition erhöht jedoch die Saugkraft, die durch das Saugrohr auf die Turbinenschaufeln ausgeübt wird. Der resultierende Druckabfall kann zu Kavitation führen. Die Wirkungsgrade von Kaplan-Turbinen liegen typischerweise bei über 90 %, können aber bei Anwendungen mit sehr geringer Förderhöhe niedriger sein.