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Le turbine si suddividono in turbine ad azione e turbine a reazione:
Le turbine ad azione (Pelton, Crossflow) sfruttano l'energia cinetica, cioè di movimento, dell'acqua. Lo scambio di energia fra il flusso d'acqua e le pale della turbina avviene a pressione atmosferica. La ruota della turbina si trova al di sopra del livello dell'acqua e ruota nell'aria. Le turbine ad azione sono utilizzate soprattutto in caso di grandi dislivelli.
Le turbine a reazione (Francis, Kaplan) sfruttano l'energia cinetica e anche quella potenziale dell'acqua fluente. Sono costruite in modo da creare un vortice; le pale della turbina guidano il flusso parallelamente all'asse di rotazione e trasformano così l'energia del vortice in lavoro meccanico.
Il generatore, infine trasforma l'energia meccanica in energia elettrica. Sono utilizzate macchine sia sincrone che asincrone, con differenti regimi di rotazione. Il regime di rotazione è determinato dalla turbina e richiede, in certi casi, l'impiego di un convertitore di velocità.
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