Turbina Kaplan este o turbină cu apă care utilizează o elice cu pale și porți reglabile automat. Turbinele Kaplan sunt ideale pentru înălțimi mici sau în situații de dinamică a presiunii scăzute a apei și sunt adesea situate în locuri în care o astfel de turbină este necesară, având în vedere condițiile de curgere a râului. Turbinele Kaplan permit o producție de energie hidroelectrică mai mare decât era posibilă cu proiectele anterioare limitate de dimensiunea elicei și debitul de apă.
O turbină cu apă este un fel de motor rotativ care produce energie colectată din curenții de apă, de obicei râuri. Turbinele Kaplan, la fel ca și alte tipuri de turbine, au cunoscut o dezvoltare în timpul Revoluției Industriale în scopul producerii de energie localizată în producție. Victor Kaplan, un profesor de inginerie austriac, a conceput turbina Kaplan în 1913, dar, din cauza problemelor inițiale de proiectare, nu a realizat nicio producție pe scară largă decât ani mai târziu.
Turbina Kaplan s-a îmbunătățit față de un tip de turbină popular anterior prin utilizarea unei elice diferențiale auto-reglabile. Dispune, de asemenea, de utilizarea de porți reglabile pentru a direcționa și controla presiunea apei, cu o cameră care conține elicea în sine. Acest tip de turbină este unul dintre cele mai utilizate tipuri de turbine cu elice în cazurile de curent de apă cu debit mare și producție de putere cu înălțime redusă.
Designul turbinei Kaplan folosește un tub care curge spre interior care servește ca o cameră de compresie cu o serie de porți reglabile. Pe măsură ce apa este introdusă printr-o poartă de intrare, fluidul devine din ce în ce mai presurizat pe măsură ce trece prin turbină și renunță la energia sa. Apa care curge este orientată într-un unghi în interiorul tubului care cuprinde elicea și arborele acesteia, determinând rotirea elicei.
Pentru a recupera potențiala pierdere de energie, turbina Kaplan are o poartă de ieșire care încetinește fluxul de apă pe măsură ce iese din cameră. Paletele și porțile reglabile permit turbinei să funcționeze continuu în diferite condiții de debit de apă. Aceste caracteristici ajută la evitarea pierderilor de presiune în cameră care ar duce la cavitații sau unde de șoc, care apar în elicele închise în condiții de lichid de joasă presiune.
Turbinele Kaplan sunt scumpe de fabricat. Acest lucru se datorează de obicei materialelor implicate și dimensiunii mari a unităților în sine. În ciuda acestui fapt, eficiența turbinei, puterea de ieșire și capacitatea de a funcționa continuu timp de câteva decenii fac din aceasta un design popular în aplicațiile hidroelectrice.
Utilizarea curentului natural de apă și metoda eficientă de producere a energiei înseamnă că turbinele Kaplan oferă o sursă de energie curată și regenerabilă. În ciuda producției lor de energie curată, arborii turbinelor Kaplan funcționează folosind fluide lubrifiante, cum ar fi uleiul hidraulic. O atenție deosebită pentru menținerea etanșărilor și prevenirea pierderii fluidului asigură că uleiul nu contaminează căile navigabile ale unei anumite localități.