Propelerna turbina pripada skupini strojeva koji pretvaraju energiju protoka tekućine ili plina u rotacijsko gibanje. Kao što ovaj opis pokazuje, ovi strojevi spadaju u dvije osnovne kategorije: vjetroturbine ili turbine s vodenim propelerom. Rotacijska sila koju ovi strojevi proizvode najčešće se koristi za proizvodnju električne energije i, u manjoj mjeri, za isporuku mehaničkog rada. Uobičajeni primjeri mehaničkih varijanti rada propelerne turbine su vjetrenjače i određene vrste mlinova na vodeni pogon. Zbog bogate, obnovljive i jeftine prirode izvora energije propelerske turbine, to je jedna od najisplativijih i ekološki najprihvatljivijih metoda proizvodnje energije ikada osmišljenih.
Propelerna turbina primjenjuje konvencionalnu teoriju propelera u obrnutom smjeru kako bi iskoristila latentnu kinetičku energiju u tokovima plina i tekućine. Propeleri se sastoje od središnje osovine na koju su pričvršćene najmanje dvije suprotne lopatice ili lopatice u obliku zračnog profila. Oni se općenito okreću vanjskim izvorom energije kako bi proizveli potisak guranjem ili istiskivanjem zraka ili tekućine preko lopatica. U turbini s propelerom, ovaj princip je preokrenut; strujanje ili zrak ili tekućina istiskuju lopatice uzrokujući njihovo okretanje osovine.
Vjetroturbine se široko koriste diljem svijeta za iskorištavanje energije vjetra za proizvodnju električne energije, pokretanje mlinova ili pumpanje vode. Propelerne turbine na vjetar mogu biti horizontalne ili vertikalne osi. Najprepoznatljivija varijanta je turbina vodoravne osi koja uključuje tradicionalne vjetrenjače i vjetrogeneratore s propelerima tipa zrakoplova. Jednako učinkovite su novije generacije dizajna okomite osi koje imaju ravne ili zakrivljene lopatice koje pokreću okomitu osovinu. To uključuje zakrivljenu lopaticu Savonius, plosnatu lopaticu Giromill i prepoznatljive vrste Darrieus “mutilica za jaja”.
Starije horizontalne turbine zahtijevaju da glava turbine bude stalno okrenuta prema vjetru. U slučaju manjih primjera, jednostavno kormilo u stilu lopatice okreće zakretnu glavu turbine. Veće turbine koriste sustav senzora vjetra i servo motora kako bi propeler bio okrenut prema vjetru. Većina dizajna propelernih turbina na vjetar koristi mjenjač za pogon generatora ili ručice pumpe pri ispravnoj brzini.
Propelerne turbine na vodene pogone obično se povezuju s velikim hidroelektranama, iako postoji nekoliko manjih industrijskih i poljoprivrednih primjena. Ove turbine funkcioniraju na isti način kao i njihova braća i sestre na vjetar iako se njihov osnovni dizajn bitno razlikuje. Ovi strojevi su općenito daleko veći i imaju dizajn oštrica koji su obično kraći od varijanti na vjetar. Najčešća od ovih većih turbina na vodeni pogon je Kaplanova turbina. Kaplanove turbine su reakcijske jedinice niskog napona, velikog protoka koje se koriste u većini velikih hidroelektričnih instalacija.
Kaplan varijanta ima lopatice s podesivim nagibom što dovodi do razine učinkovitosti koja obično prelazi 90 posto u širokom rasponu razine vode i uvjeta protoka. Velik dio učinkovitosti postiže se pažljivo dizajniranim putem protoka vode koji uzrokuje usporavanje izlazne tekućine. Ovo usporavanje dovodi do prijenosa maksimalne količine kinetičke energije na mehanizam propelera. Kaplanove turbine mogu proizvesti izlaznu snagu od 100 megavata (100,000,000 vata) ili više.
Propelerna turbina koristi izvore energije koji su obnovljivi i besplatni ili iznimno jeftini u usporedbi s opcijama za fosilna goriva. Napredak u tehnologijama koje se koriste u ovim uređajima kontinuirano proširuju granice njihove učinkovitosti i kapaciteta, a oni bi se mogli pokazati kao održiva zamjena za konvencionalno gorivo u bliskoj budućnosti. Tehnologija propelernih turbina također postaje sve dostupnija što dodatno povećava njezinu ulogu u području čišćeg, ekološki prihvatljivijeg scenarija opskrbe energijom.