水力発電
上下流に連続して二つのダムを設置し、得られる落差と容量を利用して揚水発電を行うもの。自然流量も利用する混合揚水式が多い。
流水は位置エネルギー・運動エネルギー・圧力エネルギーを持っている。流水の持つこれらのエネルギーを水力という。
流水を作用させる点を基準点とすると、高さ h (m) にある質量 m (kg) の水は、mgh (J) の位置エネルギーを有している。
質量 m (kg)、密度 ρ (kg/m3) の水が自由落下するとき、ある一点における流水の速度(流速)を v (m/s)、圧力(水圧)を p (Pa) とすると、この流水のエネルギーは以下の三形態によって表すことができる。
位置エネルギー: m g h {\displaystyle \ mgh} [J]
運動エネルギー: m v 2 2 {\displaystyle {mv^{2} \over 2}} [J]
圧力エネルギー: m p ρ {\displaystyle {mp \over \rho }} [J]
水管路でのエネルギー消費を考えないものとすれば、流路のどの点においても流水が持つエネルギーの総和はエネルギー保存の法則により等しい。これが、ベルヌーイの定理である。それぞれを mg (N) で除したものを「水頭(すいとう)」という。
h {\displaystyle \,h} [m]・・・ 位置水頭(いちすいとう)
v 2 2 g {\displaystyle {v^{2} \over 2g}} [m]・・・ 速度水頭(そくどすいとう)
p ρ g {\displaystyle {p \over \rho g}} [m]・・・ 圧力水頭(あつりょくすいとう)
水頭は「ヘッド (head)」 ともいい、高さの単位によって表す。