La turbina Kaplan es una turbina hidráulica que utiliza gradientes pequeños, hasta unas pocas decenas de metros, pero con grandes caudales, desde 200/300 m³ / s.
De manera constructiva, este tipo de turbina hidráulica es una hélice, donde las palas pueden orientarse, ya que el flujo de agua varía. Esta regulación permite que el rendimiento se mantenga alto hasta caudales del 20-30% del flujo nominal.
Por lo general, la turbina está equipada con deflectores de estator fijos que orientan el flujo. La eficiencia de la turbina se puede optimizar para un rango más amplio que el caudal ideal. Esta regulación se realiza mediante un sistema de orientación de los deflectores del estator cuando el caudal varía.
El líquido llega a la turbina Kaplan gracias a un conducto en forma de espiral que alimenta toda la circunferencia. Luego, el agua pasa a través de un distribuidor que le da al fluido una rotación giratoria. Esta rotación es esencial para impartir el movimiento al impulsor, donde el flujo desviado de 90 ° lo invierte axialmente.
A diferencia de la turbina Francis, en el escape es posible recuperar energía gracias al difusor.
Las turbinas Kaplan se utilizan en centrales hidroeléctricas con saltos de pequeña altura que tienen una presión del agua poco elevada.
La turbina Kaplan fue inventada en 1913 por el profesor austriaco Viktor Kaplan. El invento representó un impulso tecnológico a la energía hidráulica y a la energía renovable.
¿Cuál es el rendimiento de una turbina Kaplan?
La turbina Kaplan permite trabajar con rendimientos de hasta un 90%.
Gracias a la orientación de los álabes del rodete, es posible adaptarse al caudal actual. Esto se debe a que cada ajuste del distribuidor corresponde a una orientación de las cuchillas. Esta característica le permite trabajar con rendimientos muy altos en un amplio rango de caudales.
Estas turbinas se construyen con doble regulación (en el rodete y el distribuidor). O con simple regulación (en el rodete). La doble regulación permite un mejor aprovechamiento de los caudales bajos pero hace que sea más cara que una Francis de igual potencia.
Características de la turbina Kaplan
Con una turbina de hélice, la regulación es prácticamente nula, por lo que solo puede funcionar para un determinado rango, por lo que el distribuidor ni siquiera es ajustable.
Este tipo de turbina hidráulica se puede fabricar con eje horizontal, inclinado o con eje vertical.
El campo de utilización de las turbinas lentas de Kaplan alcanza caídas máximas de alrededor de 80 m y fluye hasta 50 m³ / s. Se superone parcialmente al campo de uso de las turbinas rápidas Francis, que alcanzan caídas de menos de 10 m y pueden superar los 300 m³ / s
Es habitual utilizar tanto turbinas de hélice como turbinas de Kaplan: las turbinas de hélice funcionarán a plena capacidad y cualquier exceso de fluido se destinará a las turbinas de Kaplan, sea cual sea su tamaño.
