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On fait la distinction entre les turbine à action et celles à réaction:
Les turbines à action (Pelton, Crossflow) utilisent l'énergie cinétique, c'est-à-dire la force vive de l'eau. L'échange d'énergie entre l'injecteur d'eau et les pales de la roue a lieu généralement à la pression atmosphérique. La roue de la turbine se situe au-dessus de la surface de l'eau et tourne dans l'air. Ce type de turbine convient particulièrement bien aux applications haute chute.
Les turbines à réaction (Francis, Kaplan) utilisent l'énergie cinétique ainsi que l'énergie potentielle de l'eau. De par leur construction, elles génèrent un tourbillon. Les pales de la roue de la turbine dévient le jet d'eau pour lui donner une direction parallèle à l'axe de rotation et transforment ainsi l'énergie du tourbillon en travail mécanique.
Le générateur assure ensuite la transformation en énergie électrique. Il peut s'agir de générateurs synchrones ou asynchrones présentant des fréquences différentes. La fréquence est déterminée par la turbine et peut nécessiter une adaptation.
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