Mis on Kaplani turbiin?

Kaplani turbiin on vesiturbiin, mis kasutab propellerit koos automaatselt reguleerivate labade ja väravatega. Kaplani turbiinid sobivad ideaalselt madala tõusuga või madala veesurve dünaamikaga olukordades ning asuvad sageli kohtades, kus selline turbiin on jõevoolu tingimustes vajalik. Kaplani turbiinid võimaldavad suuremat hüdroelektrienergia tootmist, kui oli võimalik varasemate konstruktsioonide puhul, mida piirasid propelleri suurus ja veevool.

Veeturbiin on omamoodi pöörlev mootor, mis toodab veevooludest, tavaliselt jõgedest, kogutavat energiat. Kaplani turbiinid, nagu ka muud tüüpi turbiinid, arenesid tööstusrevolutsiooni ajal tootmises lokaliseeritud elektritootmise eesmärgil. Austria inseneriprofessor Victor Kaplan mõtles Kaplani turbiini välja 1913. aastal, kuid esialgsete projekteerimisprobleemide tõttu realiseeris ta laialdast tootmist alles aastaid hiljem.

Kaplani turbiin täiustas varem populaarset turbiinitüüpi, kasutades diferentsiaalset isereguleeruvat propellerit. Sellel on ka reguleeritavate väravate kasutamine veesurve suunamiseks ja kontrollimiseks, kusjuures kamber sisaldab propellerit. See turbiinitüüp on üks kõige laialdasemalt kasutatavaid sõukruvi turbiinitüüpe suure vooluhulgaga veevoolu ja madala võimsusega elektritootmise korral.

Kaplani turbiini konstruktsioonis kasutatakse sissepoole voolavat toru, mis toimib survekambrina koos reguleeritavate väravatega. Kui vesi siseneb sissevooluava värava kaudu, muutub vedelik läbi turbiini liikudes ja oma energiat ära andes järjest suurema rõhu. Sissevoolav vesi on propellerit ja selle võlli ümbritsevas torus nurga all, põhjustades propelleri pöörlemise.

Võimaliku energiakao taastamiseks on Kaplani turbiinil väljuv värav, mis aeglustab veevoolu kambrist väljudes. Reguleeritavad labad ja väravad võimaldavad turbiinil pidevalt töötada erinevates veevoolu tingimustes. Need omadused aitavad vältida rõhukadusid kambris, mis võib põhjustada kavitatsioone või lööklaineid, mis tekivad suletud propellerites madala rõhuga vedeliku tingimustes.

Kaplani turbiinide tootmine on kallis. Selle põhjuseks on tavaliselt kasutatud materjalid ja üksuste endi suur suurus. Sellele vaatamata muudab turbiini efektiivsus, väljundvõimsus ja võime pidevalt töötada mitu aastakümmet, et see on populaarne hüdroelektrijaamades.
Selle loodusliku veevoolu kasutamine ja tõhus energiatootmismeetod tähendavad, et Kaplani turbiinid on puhta taastuvenergia allikaks. Vaatamata puhtale energiatootmisele kasutavad Kaplani turbiinivõllid määrdevedelikke, nagu hüdroõli. Eriline tähelepanu tihendite hooldamisele ja vedeliku kadumise vältimisele tagab, et õli ei saastaks antud piirkonna veeteed.