L'efficienza della turbina di una centrale idroelettrica indica il rapporto tra la potenza effettiva utilizzabile e la potenza teoricamente ottenibile di una turbina idroelettrica. Ciò dipende dal tipo di turbina, dall'ammissione, in questo caso dal rapporto tra portata e portata di progetto, e dalla velocità. La differenza di potenza è dovuta alle perdite di energia nella turbina. Questi si verificano, ad esempio, a causa dell'attrito sulla paletta guida e sulle giranti. L'efficienza massima delle turbine delle centrali idroelettriche è quindi di solito intorno al 90 per cento.
La relazione tra l'ammissione e l'efficienza della turbina è mostrata nella Figura 1 per alcuni tipi di turbine. Le turbine Kaplan con pale di scorrimento regolabili e le turbine Pelton raggiungono un buon rendimento energetico per intervalli di ammissione molto ampi. Le turbine Pelton, ad esempio, funzionano con un'efficienza dell'80-85% anche con un tasso di ammissione del 20%. Allo stesso modo, le turbine a flusso continuo hanno una buona efficienza con afflussi fluttuanti. A seconda della portata volumetrica, l'area della turbina di flusso esposta al flusso può essere variata. Così, con un afflusso del 20% o più, si ottiene un'efficienza dell'80-85%, a seconda delle dimensioni della macchina e della velocità specifica. Con una turbina Pelton si raggiungono valori di picco dall'88 al 91%. Una turbina ad elica o una turbina a bulbo, invece, deve essere fatta funzionare con un carico molto più elevato per evitare grandi perdite. Ha solo una buona efficienza nella gamma di progettazione. Tuttavia, con piccole variazioni nell'ammissione, l'efficienza scende drasticamente. Questo calo è dovuto al forte vortice dell'acqua della turbina all'uscita della turbina. Le turbine a elica e le turbine a bulbo hanno quindi un tasso di ammissione ottimale e vengono utilizzate per afflussi con poche fluttuazioni. Poiché anche le turbine per pompe devono essere progettate per il funzionamento di pompaggio, la loro efficienza è sempre inferiore di almeno il 2% a quella delle turbine pure.
turbine efficiency