Propellerturbiin kuulub masinate rühma, mis muudavad vedeliku või gaasi voolu energia pöörlevaks liikumiseks. Nagu see kirjeldus näitab, jagunevad need masinad kahte põhikategooriasse: tuule- või veepropellerturbiinid. Nende masinate tekitatavat pöörlemisjõudu kasutatakse kõige sagedamini elektrienergia tootmiseks ja vähemal määral mehaanilise töö tegemiseks. Propellerturbiini mehaaniliste töövariantide levinumad näited on tuuleveskid ja teatud tüüpi vesiajamiga veskid. Propellerturbiini jõuallika rikkaliku, taastuva ja odava olemuse tõttu on see üks kulutõhusamaid ja keskkonnasõbralikumaid energiatootmismeetodeid, mis eales välja mõeldud.
Propellerturbiin rakendab tavalist propelleriteooriat vastupidises suunas, et kasutada gaasi- ja vedelikuvoogudes peitvat kineetilist energiat. Propellerid koosnevad keskvõllist, mille külge on kinnitatud vähemalt kaks vastassuunas paiknevat tiivakujulist laba või laba. Tavaliselt pööratakse neid välise energiaallika abil, et tekitada tõukejõudu, surudes või tõrjudes terade kohale õhku või vedelikku. Propellerturbiini puhul on see põhimõte ümber pööratud; vool või õhk või vedelik tõrjub labad välja, pannes need võlli pöörama.
Tuuleturbiine kasutatakse laialdaselt kogu maailmas tuuleenergia kasutamiseks elektri tootmiseks, veskite käitamiseks või vee pumpamiseks. Tuuleajamiga propellerturbiinid võivad olla horisontaal- või vertikaalteljega. Kõige tuntum variant on horisontaaltelje turbiin, mis sisaldab traditsioonilisi tuulikuid ja tuulegeneraatoreid lennukitüüpi propelleriga. Sama tõhusad on uuema põlvkonna vertikaalteljed, millel on lamedad või kumerad labad, mis juhivad vertikaalset võlli. Nende hulka kuuluvad kaarjas laba Savonius, lame laba Giromill ja iseloomulikud Darrieuse munapekslitüübid.
Vanemate horisontaalsete turbiinide puhul tuleb turbiini pead hoida kogu aeg tuule vastu. Väiksemate näidete puhul pöörab pöörlevat turbiinipead lihtne tuuleliibi stiilis rool. Suuremad turbiinid kasutavad tuuleandurite ja servomootorite süsteemi, et hoida propellerit tuule vastu. Enamik tuuleajamiga propellerturbiinide konstruktsioone kasutab generaatori või pumba vända õigel kiirusel käitamiseks käigukasti.
Vesiajamiga propellerturbiine seostatakse tavaliselt suurte hüdroelektrijaamadega, kuigi on mitmeid väiksemaid tööstuslikke ja põllumajanduslikke rakendusi. Need turbiinid toimivad samamoodi nagu nende tuulejõul töötavad õed-vennad, kuigi nende põhikonstruktsioon erineb oluliselt. Need masinad on üldiselt palju suuremad ja nende labade konstruktsioonid on tavaliselt lühemad kui tuulega juhitavad variandid. Kõige tavalisem neist suurematest vesiajamiga turbiinidest on Kaplani turbiin. Kaplani turbiinid on madala tõusuga, suure vooluhulgaga reaktsiooniseadmed, mida kasutatakse enamikus suurtes hüdroelektrijaamades.
Kaplani variandil on reguleeritava sammuga labad, mille tulemuseks on tavaliselt üle 90 protsendi laias valikus veetaseme ja voolu tingimused. Suure osa efektiivsusest saavutab hoolikalt kavandatud veevoolutee, mis põhjustab väljalaskevedeliku aeglustumist. See aeglustumine viib maksimaalse kineetilise energia ülekandmiseni propelleri mehhanismile. Kaplani turbiinid suudavad toota 100 megavatti (100,000,000 XNUMX XNUMX vatti) või rohkem võimsust.
Propellerturbiin kasutab taastuvaid energiaallikaid ja on kas tasuta või fossiilkütustega võrreldes äärmiselt odavad. Nendes seadmetes kasutatavate tehnoloogiate edusammud laiendavad pidevalt nende tõhususe ja võimsuse piire ning need võivad lähitulevikus osutuda mõistlikuks asenduseks tavakütusele. Propellerturbiini tehnoloogia muutub samuti üha kättesaadavamaks, mis suurendab veelgi selle rolli puhtama ja keskkonnasõbralikuma energiavarustuse stsenaariumi vallas.