术语表 · 水能与海洋能
水头
水电站进水口水面与水轮机出口或尾水之间的垂直高差，与流量一起决定可用功率。
水头是单位重量的水所具有的势能，用米表示。水电设计中分为：
- 毛水头：上游水位与下游尾水位的高差
- 净水头：毛水头减去进水口、压力钢管和阀门中的摩擦损失和局部损失，设计良好的电站一般为毛水头的 3–10%
P (kW) ≈ 9.81 × η × Q (m³/s) × Hnet (m)
功率与流量和水头的乘积成正比，所以高水头电站发同样的电，用水少得多。1 MW 的电站在 1,000 m 水头下只需约 0.12 m³/s，在 10 m 水头下却要 12 m³/s，这决定了水轮机选型和土建规模。
常规水头分级及对应水轮机：
- 低水头（约 30 m 以下）：轴流转桨式、灯泡贯流式、定桨式和阿基米德螺旋式机组
- 中水头（30–300 m）：混流式水轮机
- 高水头（约 250–300 m 以上）：冲击式（Pelton）和斜击式（Turgo）水轮机；瑞士 Bieudron 电站的水头约 1,880 m
实际选型用比转速，它综合了水头、流量和转速。对抽水蓄能来说，水头决定能量密度：1 m³ 水落差 500 m，未计损失时可储存约 1.36 kWh，所以高水头站址每 GWh 所需的水库小得多。
相关术语
全部术语 →- 冲击式水轮机（Pelton）
高速射流冲击转轮上双勺形水斗的冲击式水轮机；水头约 250 m 以上时的标准选择。
- 混流式水轮机（Francis）
一种固定叶片的反击式水轮机，水流径向进入、轴向流出；安装量最大的设计，适用于约 30–700 m 的中水头。
- 轴流转桨式水轮机（Kaplan）
转轮叶片和导叶均可调节的螺旋桨式反击水轮机，适用于约 2–40 m 的低水头和大流量。
- 径流式水电
利用河流天然来水、几乎没有水库调节的水电，出力随来水而不是随需求变化。
- 抽水蓄能
电价便宜或电力富余时把水抽到上水库，需要用电时放水经水轮机发电的储能方式；全球规模最大的电网储能形式。