今日、クリーンエネルギーや持続可能な電力生産の必要性から、水力発電はエネルギー需要を満たす上で中心的な役割を果たしています。 特に、低揚程のマイクロ水力発電所は、投資回収期間が短く、環境面でも持続可能であることから、世界中で利用されています。 重力式水車は、一般的に揚程6m以下で毎秒数立方メートルの排水量の場所で使用されるマイクロ水力発電機です。
本稿では、アンダーショット、ブレストショット、オーバーショットの水車を区別して、重力式水車に関するレビューを行う。
この論文では、重力式水車について、アンダーショット水車、ブレストショット水車、オーバーショット水車に分けて説明しています。 水車の性能については、実験結果を検証し、効率を推定するための最新の理論モデルを提示している。 最後に、重力水車の性能を最適化することを目的として、実験と数値シミュレーションによって得られた結果を考察した。 その結果、オーバーショットおよびアンダーショット水車の最大効率は約85％であり、ブレストショット水車の最大効率は流入構成に応じて75％から80％の範囲であった。 現代の水車の最大効率は、旧式の水車に比べて、より広い範囲の流量と水理条件でこのような高い値を維持することができる。 したがって、よく設計された水車は、効率的で費用対効果の高いマイクロ水力発電のコンバーターとして考えられる。