発電用水車

発電用水車（はつでんようすいしゃ、）は、主に水の位置エネルギーによって生じた水圧（および、それに由来する運動エネルギー）の効果を利用してタービンを回転させ、その力学的な仕事によって電力を得る水力発電の為の機構である。
水は非圧縮性の流体であることに基づき、単一の羽根車によって、圧力差のエネルギーの大部分を力学的な仕事に変換することができる。このことは、圧縮可能な流体（気体）用のタービンが複数の羽車で構成されるのと対照的である。ただし、ランナを複数装備して、使用するランナ数を動的に変更することで効率を高めた水車発電機もある。
理論.
比速度.
比速度（ひそくど）は、実物水車を相似形で縮小したとき、単位落差で単位出力を発生するために必要な回転速度である。比速度は次式で示される。
注. (m-kW)は単位記号ではなく、落差の単位が[m]、出力の単位が[kW]であるときの値であることを示す（JIS B0119:2009 p.21参照）。(m-kW)は、"H"　、"P"　の単位を示すとともに、(ft-HP)などとも区別するためにこのように表記されることがある。
比速度公式の導出
とする。
ここで、相似形の長さの比として"k" を仮定する。
流速は落差の平方根に比例し、回転部分の周辺速度に比例するから、
これから
流量は水流断面積と流速の積に比例するから、
出力は流量と落差の積に比例するから、
これから
両辺の平方根をとって"Nk" を求めると、
"Hk" = 1 m、"Pk" = 1 kWのとき"Nk" = "N"s [min-1]と書けば、
これらの式から明らかなように、"Nk"、"N" 's は"N" に無次元数
または
を乗じた形になっているため、"N" と同次元([T-1])であり、ともに回転速度であって単位も当然同じ[min-1] (= [rpm]) である。このことは、"Nk" の定義からも明らかである。
なお、比速度の単位の表記に関しては、
から、
という性質がある。そこで、これを無単位無次元の指標とみなして「比速度」とし、単位表示なしで、計算に使用する落差と出力の単位を示す(m-kW)あるいは(m-kW基準)だけを表示する方式が利用されている（JIS B0119 2009, JEC4001 2006）。
無拘束速度.
無拘束速度（むこうそくそくど）は、調速機が動作しない場合における、水車がある負荷・有効落差・水量で発電運転中に突然無負荷になった場合の水車の速度である。そのうちの最高速度を最高無拘束速度といい、水車はこれに1分間耐えられるように設計されている。
調速機.
水車における調速機（ちょうそくき）は、水車の回転数を一定に保つとともに、出力の調整や緊急時における水車の保護を担う装置である。ガバナ (speed governor) とも呼ばれる。
速度上昇率.
速度上昇率（そくどじょうしょうりつ）は、調速機が正常に働いているとき、定格回転速度で発電運転中に突然無負荷になった場合の速度変化の度合いで、次式で表される：
速度調定率.
速度調定率（そくどちょうていりつ）は、調速機が正常に動作しているとき、ある出力で発電運転中に出力が変化したときの速度変化の度合いである。
速度調定率は次式で表される：
水車の種類.
衝動水車.
衝動水車（しょうどうすいしゃ）は、圧力水頭を速度水頭に変えて水車に作用させるものである。衝動水車には以下のようなものがある。
反動水車.
反動水車（はんどうすいしゃ）は、圧力水頭を水車に作用させる水車である。反動水車には以下のようなものがある。