Turbina d'aigua

Esquema d'una turbina d'aigua tipus Kaplan (acoblada a un generador) semblant a les utilitzades en moltes centrals hidràuliques.

A	Generador
B	Turbina
1	Estator
2	Rotor
3	Vàlvules regulables
4	Pales de la turbina
5	Flux d'aigua
6	Eix de rotació

Una turbina d'aigua és una turbomàquina motriu, que aprofita l'energia d'un flux que passa a través d'ella per produir un moviment de rotació que, transferit mitjançant un eix, mou directament una màquina o bé un generador que transforma l'energia mecànica en elèctrica.

Instal·lació d'una turbina d'acció tipus Pelton.

Gràfic per a seleccionar les turbines hidràuliques més aptes en funció del cabal i l'alçada del salt d'aigua.

Tipus de turbina d'aigua

Pel que fa a la seva manera de funcionar, es pot classificar en dos grups:

1. Turbines d'acció: només aprofiten la velocitat del flux d'aigua.
2. Turbines de reacció: aprofiten tant la velocitat com la pèrdua de pressió de l'aigua a l'interior de la turbina.

En funció del disseny del rotor de la turbina es poden diferenciar els següents tipus de turbina:

• Turbina d'Hèlix: turbines de reacció de tipus axial, com un hèlix col·locada en el pal horitzontal.
• Turbina Kaplan: turbines de reacció de tipus axial, són com turbines d'hèlix que a més poden variar l'angle i les pales de l'hèlix durant el seu funcionament. Són més eficients amb grans cabals i salts d'aigua petits.
• Turbina Pelton: turbines d'acció de flux transversal (turbina en disposició vertical) i admissió parcial. Són una evolució dels molins d'aigua. Estan dissenyades per treballar amb salts d'aigua molt grans però amb petits cabals.
• Turbina Francis: turbines de reacció i de flux mixt. Dissenyades per a salts d'aigua i cabals mitjans.

Potència disponible segons el flux d'aigua

La potència disponible en un flux d'aigua ve determinada per:

${\displaystyle P=\eta \cdot \rho \cdot g\cdot h\cdot {\dot {q}}}$

on:

• ${\displaystyle P=}$ potència (J/s or watts)
• ${\displaystyle \eta =}$ eficiència de la turbina
• ${\displaystyle \rho =}$ densitat de l'aigua (kg/m³)
• ${\displaystyle g=}$ acceleració de la gravetat (9,81 m/s²)
• ${\displaystyle h=}$ alçada del salt d'aigua (m)
• ${\displaystyle {\dot {q}}}$= cabal d'aigua (m³/s)

Vegeu també

• Turbina
• Presa d'aigua
• Energies renovables