Ο στρόβιλος Kaplan είναι ένας υδροστρόβιλος που χρησιμοποιεί μια έλικα με αυτόματα ρυθμιζόμενα πτερύγια και πύλες. Οι στρόβιλοι Kaplan είναι ιδανικοί για χαμηλή κεφαλή ή καταστάσεις χαμηλής δυναμικής πίεσης νερού και συχνά βρίσκονται σε μέρη όπου ένας τέτοιος στρόβιλος είναι απαραίτητος δεδομένων των συνθηκών ροής του ποταμού. Οι τουρμπίνες Kaplan επιτρέπουν μεγαλύτερη παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας από ό,τι ήταν δυνατό με προηγούμενα σχέδια που περιορίζονταν από το μέγεθος της έλικας και τη ροή του νερού.
Ένας υδροστρόβιλος είναι ένα είδος περιστροφικού κινητήρα που παράγει ενέργεια που συλλέγεται από ρεύματα νερού, συνήθως ποτάμια. Οι στρόβιλοι Kaplan, όπως και άλλοι τύποι στροβίλων, αναπτύχθηκαν κατά τη διάρκεια της Βιομηχανικής Επανάστασης για σκοπούς τοπικής παραγωγής ενέργειας στην κατασκευή. Ο Βίκτορ Κάπλαν, ένας Αυστριακός καθηγητής μηχανικής, συνέλαβε τον στρόβιλο Kaplan το 1913 αλλά, λόγω των αρχικών προβλημάτων με το σχεδιασμό, δεν κατάφερε να κατασκευάσει ευρέως παρά χρόνια αργότερα.
Ο στρόβιλος Kaplan βελτιώθηκε σε έναν παλαιότερα δημοφιλή τύπο στροβίλου χρησιμοποιώντας μια διαφορική αυτορυθμιζόμενη προπέλα. Διαθέτει επίσης τη χρήση ρυθμιζόμενων πυλών για την κατεύθυνση και τον έλεγχο της πίεσης του νερού, με έναν θάλαμο που περιέχει την ίδια την προπέλα. Αυτός ο τύπος στροβίλου είναι ένας από τους πιο ευρέως χρησιμοποιούμενους τύπους στροβίλου με έλικα σε περιπτώσεις παραγωγής ρεύματος νερού υψηλής ροής και παραγωγής ισχύος χαμηλής κεφαλής.
Ο σχεδιασμός του στροβίλου Kaplan χρησιμοποιεί έναν σωλήνα που ρέει προς τα μέσα που χρησιμεύει ως θάλαμος συμπίεσης με μια σειρά από ρυθμιζόμενες πύλες. Καθώς το νερό εισάγεται μέσω μιας εισροής πύλης, το υγρό γίνεται όλο και πιο υπό πίεση καθώς κινείται μέσα από τον στρόβιλο και εγκαταλείπει την ενέργειά του. Το εισερχόμενο νερό προσανατολίζεται υπό γωνία εντός του σωλήνα που περικλείει την προπέλα και τον άξονά της, προκαλώντας την περιστροφή της προπέλας.
Για την ανάκτηση δυνητικής απώλειας ενέργειας, ο στρόβιλος Kaplan διαθέτει μια πύλη εξόδου που επιβραδύνει τη ροή του νερού καθώς φεύγει από τον θάλαμο. Τα ρυθμιζόμενα πτερύγια και οι πύλες επιτρέπουν στον στρόβιλο να λειτουργεί συνεχώς υπό διαφορετικές συνθήκες ροής νερού. Αυτά τα χαρακτηριστικά βοηθούν στην αποφυγή απωλειών στην πίεση του θαλάμου που θα οδηγούσαν σε σπηλαιώσεις ή κρουστικά κύματα που συμβαίνουν σε κλειστούς έλικες υπό συνθήκες ρευστού χαμηλής πίεσης.
Οι τουρμπίνες Kaplan είναι ακριβές στην κατασκευή τους. Αυτό οφείλεται συνήθως στα υλικά που εμπλέκονται και στο μεγάλο μέγεθος των ίδιων των μονάδων. Παρόλα αυτά, η απόδοση, η ισχύς και η ικανότητα του στροβίλου να λειτουργεί συνεχώς για αρκετές δεκαετίες τον καθιστά δημοφιλές σχέδιο σε υδροηλεκτρικές εφαρμογές.
Η χρήση του φυσικού ρεύματος νερού και η αποτελεσματική μέθοδος παραγωγής ενέργειας σημαίνει ότι οι τουρμπίνες Kaplan παρέχουν μια πηγή καθαρής, ανανεώσιμης ενέργειας. Παρά την παραγωγή καθαρής ενέργειας, οι άξονες στροβίλων Kaplan λειτουργούν χρησιμοποιώντας λιπαντικά υγρά όπως το υδραυλικό λάδι. Ιδιαίτερη προσοχή στη διατήρηση των στεγανοποιήσεων και στην πρόληψη της απώλειας του υγρού διασφαλίζει ότι το λάδι δεν μολύνει την υδάτινη οδό μιας δεδομένης τοποθεσίας.