Terdapat dua tipe turbin bertenaga hidro: turbin reaksi dan turbin impulse. Tipe turbinn yang dipilih disesuaikan dengan tinggi permukaan – disebut sebagai “head” – dan arus, atau volume air dari waktu ke waktu, di lokasi. Faktor lain yang mempengaruhi termasuk seberapa dalam turbine harus dipasang, efisiensi turbin, dan biaya. Berikut adalah beberapa contoh turbin yang umum digunakan.
Turbin Reaksi
Turbin tipe ini mengenerasi daya dari kombinasi tekanan dan aliran air. Sebuah runner ditempatkan tepat didalam aliran air, memungkinkan air mengalir pada bilah-bilah daripada mengenai masing masing bilah. Turbin reaksi umumnya digunakan untuk lokasi dengan head yang lebih rendah dan aliran yang lebih tinggi Dua jenis turbin reaksi yang paling umum adalah Propeller (termasuk Kaplan) dan Francis. Turbin kinetik juga merupakan jenis turbin reaksi.
Turbine Propeller
Turbin propeller umumnya memiliki pelari dengan tiga hingga enam bilah. Air menyentuh semua bilah secara konstan. Bayangkan baling-baling perahu berjalan di dalam pipa. Melalui pipa, tekanannya konstan; jika tidak, pelari akan kehilangan keseimbangan. Nada bilah dapat diperbaiki atau disesuaikan. Komponen utama selain runner adalah scroll case, wicket gates, dan draft tube.
Ada beberapa jenis turbin propeller:
Turbin Bulb: Turbin dan generator adalah unit tertutup yang ditempatkan langsung di aliran air.
Turbin Straflo: Generator terpasang langsung ke sekeliling turbin.
Turbin tabung: Penstock membengkok tepat sebelum atau sesudah runner, memungkinkan koneksi garis lurus ke generator.
Turbin Kaplan: Bilah dan gerbang gawang dapat disesuaikan, memungkinkan jangkauan operasi yang lebih luas. Turbin ini dikembangkan oleh Viktor Kaplan, penemu dari Austria, pada tahun 1919.
Turbin Francis
Turbin Francis adalah turbin tenaga air modern pertama dan ditemukan oleh insinyur Inggris-Amerika James Francis pada tahun 1849. Turbin Francis memiliki pelari dengan bilah tetap, biasanya sembilan atau lebih. Air dimasukkan tepat di atas pelari dan di sekelilingnya yang kemudian jatuh, menyebabkan bilah berputar. Selain runner, komponen utama lainnya adalah scroll case, wicket gate, dan draft tube. Turbin Francis biasanya digunakan untuk situasi dengan head sedang hingga tinggi (130 hingga 2.000 kaki) meskipun juga telah digunakan untuk head yang lebih rendah. Turbin Francis bekerja dengan baik dalam orientasi horizontal dan vertikal.
Turbin energi kinetik
Turbin energi kinetik, juga disebut turbin aliran bebas, menghasilkan listrik dari energi kinetik yang ada dalam air yang mengalir daripada energi potensial dari head. Sistem dapat beroperasi di sungai, saluran buatan manusia, perairan pasang surut, atau arus laut. Karena sistem kinetik memanfaatkan jalur alami aliran air, sistem ini tidak memerlukan pengalihan air melalui saluran, dasar sungai, atau pipa buatan manusia, meskipun sistem tersebut mungkin memiliki aplikasi di saluran semacam itu. Sistem kinetik tidak memerlukan pekerjaan sipil yang besar karena dapat menggunakan struktur yang sudah ada, seperti jembatan, tailraces, dan saluran.
Turbin Impulse
Turbin impuls umumnya menggunakan kecepatan air untuk menggerakkan pelari dan melepaskannya pada tekanan atmosfer. Aliran air mengenai setiap ember pada pelari. Tanpa hisapan di sisi bawah turbin, air mengalir keluar dari bagian bawah rumah turbin setelah mengenai runner. Turbin impuls umumnya cocok untuk aplikasi high-head, low-flow. Dua jenis utama turbin impuls adalah Pelton dan turbin aliran silang.
Turbin Pelton
Turbin Pelton ditemukan oleh penemu Amerika Lester Allan Pelton pada tahun 1870-an, roda Pelton memiliki satu atau lebih jet bebas yang mengalirkan air ke ruang aerasi dan mengenai ember pelari. Turbin Pelton umumnya digunakan untuk head yang sangat tinggi dan aliran yang rendah. Draft tube tidak diperlukan untuk turbin impuls karena runner harus ditempatkan di atas tailwater maksimum untuk memungkinkan operasi pada tekanan atmosfir.
Turbin Lintas Aliran
Turbin aliran silang asli dirancang oleh Anthony Michell, seorang insinyur Austria, pada awal 1900-an. Belakangan, Donát Bánki, seorang insinyur Hongaria, memperbaikinya, dan ditingkatkan lebih jauh lagi oleh insinyur Jerman Fritz Ossberger. Turbin aliran silang berbentuk drum dan menggunakan nosel bagian persegi panjang yang diarahkan ke baling-baling melengkung pada pelari berbentuk silinder. Itu menyerupai peniup “kandang tupai”. Turbin cross-flow memungkinkan air mengalir melalui sudu dua kali. Pada lintasan pertama, air mengalir dari luar sudu ke dalam; umpan kedua pergi dari dalam kembali ke luar. Sebuah baling-baling pemandu di pintu masuk turbin mengarahkan aliran ke bagian pelari yang terbatas. Turbin aliran silang dikembangkan untuk mengakomodasi aliran air yang lebih besar dan head yang lebih rendah daripada yang bisa ditangani Pelton.
