Ένας στρόβιλος προπέλας ανήκει σε μια ομάδα μηχανών που μετατρέπουν την ενέργεια ροής ρευστού ή αερίου σε περιστροφική κίνηση. Όπως υποδεικνύει αυτή η περιγραφή, αυτές οι μηχανές εμπίπτουν σε δύο βασικές κατηγορίες: ανεμογεννήτριες ή ανεμογεννήτριες με έλικα νερού. Η περιστροφική δύναμη που παράγουν αυτές οι μηχανές χρησιμοποιείται συνήθως για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και, σε μικρότερο βαθμό, για την παροχή μηχανικού έργου. Συνήθη παραδείγματα παραλλαγών μηχανικής εργασίας της ανεμογεννήτριας είναι οι ανεμόμυλοι και ορισμένοι τύποι υδρόμυλων. Λόγω της άφθονης, ανανεώσιμης και φθηνής φύσης της πηγής ισχύος του στροβίλου προπέλας, είναι μία από τις πιο αποδοτικές και φιλικές προς το περιβάλλον μεθόδους παραγωγής ενέργειας που έχουν επινοηθεί ποτέ.
Ένας στρόβιλος έλικας εφαρμόζει αντίστροφα τη συμβατική θεωρία προπέλας για να αξιοποιήσει τη λανθάνουσα κινητική ενέργεια στις ροές αερίων και ρευστών. Οι έλικες αποτελούνται από έναν κεντρικό άξονα με τουλάχιστον δύο αντίθετα πτερύγια ή πτερύγια σε σχήμα αεροτομής συνδεδεμένα σε αυτόν. Αυτά γενικά στρέφονται από μια εξωτερική πηγή ενέργειας για να παράγουν ώθηση σπρώχνοντας ή μετατοπίζοντας αέρα ή υγρό πάνω από τις λεπίδες. Σε έναν στρόβιλο με έλικα, αυτή η αρχή ανατρέπεται. μια ροή ή αέρας ή υγρό μετατοπίζει τις λεπίδες με αποτέλεσμα να περιστρέφουν τον άξονα.
Οι ανεμογεννήτριες χρησιμοποιούνται εκτενώς σε όλο τον κόσμο για την αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, τη λειτουργία μύλων ή την άντληση νερού. Οι ανεμογεννήτριες με έλικα μπορεί να είναι σχεδιασμού οριζόντιου ή κατακόρυφου άξονα. Η πιο εύκολα αναγνωρισμένη παραλλαγή είναι η τουρμπίνα οριζόντιου άξονα που περιλαμβάνει παραδοσιακούς ανεμόμυλους και ανεμογεννήτριες με έλικες τύπου αεροσκάφους. Εξίσου αποτελεσματική είναι η νεότερη γενιά σχεδίων κατακόρυφου άξονα που διαθέτουν επίπεδα ή καμπύλα πτερύγια που οδηγούν έναν κατακόρυφο άξονα. Αυτά περιλαμβάνουν το κυρτό πτερύγιο Savonius, το επίπεδο πτερύγιο Giromill και τους χαρακτηριστικούς τύπους “αυγοκόπτης” Darrieus.
Οι παλαιότεροι οριζόντιοι στρόβιλοι απαιτούν να διατηρείται η κεφαλή του στροβίλου γυρισμένη στον άνεμο ανά πάσα στιγμή. Στην περίπτωση μικρότερων παραδειγμάτων, ένα απλό πηδάλιο τύπου ανεμοδείκτη περιστρέφει την περιστρεφόμενη κεφαλή του στροβίλου. Οι μεγαλύτερες τουρμπίνες χρησιμοποιούν ένα σύστημα αισθητήρων ανέμου και σερβοκινητήρες για να κρατούν την έλικα μετατρεπόμενη σε άνεμο. Τα περισσότερα σχέδια ανεμογεννητριών έλικας χρησιμοποιούν κιβώτιο ταχυτήτων για να κινούν τη γεννήτρια ή τον στρόφαλο της αντλίας στη σωστή ταχύτητα.
Οι υδροστρόβιλοι έλικες συνήθως συνδέονται με μεγάλες υδροηλεκτρικές μονάδες παραγωγής, αν και υπάρχουν αρκετές μικρότερες βιομηχανικές και γεωργικές εφαρμογές. Αυτές οι τουρμπίνες λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο όπως οι ανεμοκίνητες αδελφές τους, αν και ο βασικός σχεδιασμός τους διαφέρει ουσιαστικά. Αυτά τα μηχανήματα είναι γενικά πολύ μεγαλύτερα και διαθέτουν σχέδια λεπίδων που είναι συνήθως πιο κοντές από τις παραλλαγές που κινούνται με τον άνεμο. Ο πιο συνηθισμένος από αυτούς τους μεγαλύτερους υδροστρόβιλους είναι ο στρόβιλος Kaplan. Οι τουρμπίνες Kaplan είναι μονάδες αντίδρασης χαμηλής κεφαλής, υψηλής ροής, που χρησιμοποιούνται στις περισσότερες μεγάλες υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις.
Η παραλλαγή Kaplan διαθέτει λεπίδες με ρυθμιζόμενο βήμα που οδηγούν σε επίπεδα απόδοσης συνήθως άνω του 90 τοις εκατό σε ένα ευρύ φάσμα συνθηκών στάθμης νερού και ροής. Ένα μεγάλο μέρος της απόδοσης επιτυγχάνεται από μια προσεκτικά σχεδιασμένη διαδρομή ροής νερού που προκαλεί επιβράδυνση του υγρού εξόδου. Αυτή η επιβράδυνση οδηγεί σε μεταφορά της μέγιστης ποσότητας κινητικής ενέργειας στον μηχανισμό της έλικας. Οι στρόβιλοι Kaplan μπορούν να παράγουν ισχύ εξόδου 100 μεγαβάτ (100,000,000 βατ) ή περισσότερο.
Ο στρόβιλος προπέλας χρησιμοποιεί πηγές ενέργειας που είναι ανανεώσιμες και είτε δωρεάν είτε εξαιρετικά φθηνές σε σύγκριση με τις επιλογές ορυκτών καυσίμων. Οι πρόοδοι στις τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται σε αυτές τις συσκευές επεκτείνουν συνεχώς τα όρια της απόδοσης και της χωρητικότητάς τους και ενδέχεται να αποδειχθούν βιώσιμη αντικατάσταση για τα συμβατικά καύσιμα στο εγγύς μέλλον. Η τεχνολογία των στροβίλων έλικας γίνεται επίσης ολοένα και πιο προσιτή, γεγονός που ενισχύει περαιτέρω τον ρόλο της στη σφαίρα ενός πιο καθαρού, πιο φιλικού προς το περιβάλλον σεναρίου παροχής ενέργειας.