根据具体转速选择涡轮

最初的涡轮选择通常是基于设计变量的比率，称为功率比转速。在美国的设计实践中，这是由在哪里n单位是每分钟转数，P中的输出是马力,H水在脚下是头。涡轮类型可以根据它们的特定转速进行分类，N,它总是适用于最大值效率．如果N范围从1到20，对应高扬程和低转速，脉冲涡轮是合适的。为N在10到90岁之间，应选择弗朗西斯型跑步机，跑步速度较慢，较低的跑步机采用近径向单位N值和更快速旋转的混流流道为更高N值。为N高达110，德里亚斯涡轮机可能适合。如果N取值范围为70 ~ 260，螺旋桨或卡普兰涡轮。

使用特定的速度公式，一个涡轮机设计提供100,000马力(74600千瓦)，头部40英尺(12.2米)，以每分钟72转的速度运行，将有226的特定速度，建议使用螺旋桨或卡普兰涡轮。它也可以表明，流量必须是大约24,500立方英尺/秒(694立方米/秒)，涡轮机效率为90%。跑步者直径大约33英尺(10米)。这说明了大功率、低水头安装所需的大尺寸，以及这些涡轮机必须在允许的特定速度范围内运行的低转速。

涡轮模型试验

在建造大型装置之前，应通过涡轮模型试验对设计进行检查，使用几何形状相似的中小型模型，所有模型都以相同的特定转速运行。必须考虑摩擦的影响，这是由雷诺数(密度×转速×转轮直径的平方/粘度)和缩放粗糙度和间隙尺寸可能的变化。摩擦效应对于大型机组不太重要，它们往往比小型机组效率更高。

电力一代

水轮机几乎只用于发电，这些电力可以通过高压电线传输到人口中心。的美国美国和加拿大在这方面处于领先地位水力发电生产，尽管许多其他国家也有主要的生产设施。直到20世纪50年代末，大多数单一汽轮发电机组的发电能力都低于15万千瓦。到20世纪80年代末，建造成本和可靠性需求指向25万至30万千瓦的机组，尽管一些最近安装的涡轮机能够达到75万千瓦。

抽水蓄能

电一产生就必须立即使用;没有储存大量电力的经济方法能源．因此，水力发电厂的建设接近最大功率消费在白天的高峰时间，在夜间或周末的休息时间，必须以低效率运行。为了避免这种情况，可以在下班时间将水抽到第二个更高的水库，以储存的形式储存势能然后在高需求时通过发电涡轮机反馈。即使这个系统不产生新的能量(实际上，由于涉及损耗，能量减少了泵以及汽轮机的运行情况电动马达和发电机)，抽水蓄能往往是经济的，与建造额外的涡轮机，以满足峰值功率需求的成本相比。

现代抽水蓄能机组在美国一般使用可逆泵涡轮，可以在一个方向作为泵运行，在另一个方向作为涡轮运行。这些连接到可逆电动机/发电机。在循环的存储部分，电机驱动泵，而发电机在此期间发电放电从上水库。

大多数可逆泵涡轮都是弗朗西斯型的。然而，与单独的涡轮相比，机组的复杂性显著增加。尽管液压和电气控制及支持设备的费用较高，但总安装费用将低于具有双水路的完全独立的泵-电机和汽轮发电机组件。

一些非常经济的抽水蓄能电站的水头超过300米。在过去，这对于单级泵来说被认为太高了，因此需要使用单独的多级、不可逆装置。然而，令人满意的可逆单级水泵涡轮机已经被开发出来，可以在700米的水头下运行，尽管大多数装置的上下水头差异较小水库．

对于中型水头，德里亚斯涡轮机已经取得了一些成功，因为他们允许随时调整runner-blade角度要与抽水和发电的要求相反。泵送负荷也可以随德里亚斯型机组变化，这是弗朗西斯转轮无法做到的。德里亚斯类型的另一个优点机转轮叶片可以关闭，形成一个光滑的锥体，这一特点允许泵在水下以最小的负荷启动。

早期主要的Deriaz可逆泵涡轮系统被安装在加拿大和美国的工厂尼亚加拉大瀑布；这使得它可以在夜间提供“侧面储存”，而不会因减少白天的流量而损害瀑布的旅游吸引力。位于美国的Tuscarora工厂使用12个水泵涡轮，水头在18.3米到29米之间。

抽水蓄能在工业化国家已经普及。到20世纪80年代中期，仅在美国就有30多座抽水水电站投入使用。最大的电厂位于弗吉尼亚州的巴斯县，那里有6台水泵涡轮机，总容量为210万千瓦。这样的电量可以在11个小时内产生。

潮汐的植物

尽管大多数水力发电厂依赖于河流的蓄水，潮汐能仍然可以发挥作用，尽管未成年人，在未来几年发电。正常潮汐高的地方，例如芬迪湾美国和加拿大或者沿着英吉利海峡它可以让水在涨潮时流入大坝控制的盆地，并在退潮时排出断断续续的权力。其中一个这样的工厂位于法国的河口兰斯河在布列塔尼的圣马洛附近。在那里，一个蓄水池被接二连三距河口四公里的内陆，利用3.4米至13.4米不等的潮汐。电站配备了24个与可逆电机/发电机耦合的可逆灯泡式螺旋桨涡轮机，每个涡轮机的容量为10,000千瓦。如果通过电站的潮汐流出低于峰值功率需求，则使用抽水蓄能。在俄罗斯已经建立了一个4万千瓦容量的试验潮汐发电厂巴伦支海．如果该设施被证明是经济的，它可能会导致在俄罗斯北部和东部海岸建设其他潮汐发电厂。

水力发电成本

虽然大型水力发电厂可以经济地运行，但土地征用和大坝和水库建设的成本必须包括在内总成本电力方面，因为这些支出通常占总初始成本的一半左右。大多数大型电厂有多种用途:水力发电、防洪、储存饮用水和蓄水灌溉。如果建筑成本合适的话业对于非发电公用事业单位，电力可以非常便宜地出售。在西北太平洋地区在美国的大部分地区，这样的计算方法使水力发电厂比化石燃料发电厂具有明显的成本优势。