Redigerer Vannkraftverk (avsnitt)

==== Varighetskurve og kraftverk uten regulering ====
[[File:Flow duration curve.jpg|thumb|Konstruksjon av varighetskurve basert på årlig hydrogram (øverst) for vannføringen et gitt sted i en [[elv]]. Varighetskuve (rød), slukeevnekurve (blå) og sum laverekurve (gul) (nederst) brukes for valg av et kraftverks ytelse.]]

Vannføringen gjennom året kan variere sterkt og endringene fra et år til et annet kan også være store. Kurven til høyre viser et eksempel på hvordan vannføringen i et bestemt sted i en elv varierer gjennom et år. Slike kurver kalles for årlig hydrogram og langs x-aksen følger årets dager og på y-aksen settes vannføringen i m<sup>3</sup>/s eller l/s. Ved å foreta målinger over mange år fås gjennomsnittlige verdier (normalår), som brukes ved planlegging av et vannkraftverk. Varighetskurven konstrueres slik som illustrert i figuren til venstre ved at vannføringen sorteres etter størrelse. Skaleringen på x-aksen er vist som dager i året, men prosentdel av dagene i året er det vanligste, mens y-aksen vanligvis er skalert som prosent av middelvannføringen.

Hvis det i elven skal bygges en kraftstasjon på stedet der diagrammets data er samlet kan en bruke kurven til å dimensjonere kraftstasjonen. Den røde kurven i figuren er varighetskurven og leser en av denne kurven kan en for eksempel finne at middelvannføringen på 100 % har forekommet rundt 60 % av året, mens maksimal vannføring på 440 % av middelvannføringen har forekommet i knapt 1 % av året. Velges kraftverkets slukeevne til 250 % av middelvannføringen vil kraftverket gå for fullt omtrent 15 % av tiden (55 dager), se avlesning med røde piler. Videre velges laveste vannføring til rundt 40 % middelavløpet, og med dette vil kraftverket være i drift i rundt 80 % av året (292 dager).

Den blå kurven er konstruert på basis av varighetskurven og viser hvor stor del av normalavløpet (i %) kraftverket kan utnytte avhengig av den maksimale kapasiteten (i % av middelavløpet, altså midlere årlig vannvolum). Bestemmer en seg for å utnytte 250 % av middelvannføringen vil kraftverket få en slukeevne på 75 % av middelavløpet, se avlesningen med stiplet blå piler på kurven. Samtidig vil kraftverket komme til å være i drift i 75 % av året (274 dager). Den grønne kurven viser det som kalles «sum lavere» i NVE sin språkbruk, eller også «forventet lavvannstap». Denne kurven viser hvor stor del av normalavløpet som vil gå tapt når vannføringen underskrider minste vannføring til kraftverket (minste slukeevne). I eksemplet er den laveste vannføring til kraftstasjonen valgt til 40 % av middelvannføringen, og da vil omtrent 10 % av middelavløpet gå tapt, se avlesninger med gule piler.

Ulempe med å velge en så stor utnyttelse av middelvannføringen er at kraftverket vil gå med redusert ytelse det aller meste av året. Det fører til dårlig utnyttelse av den investerte kapital og dessuten tap ved at virkningsgraden for en turbin er lavere ved redusert ytelse. Et annet problem er at kraftverket vil produsere mye energi ved flom om våren og høsten, når behovet er lavest. Dermed blir også prisen for den solgte energien lav. Som en enkel tommelfingerregel kan en velge det dobbelte av midlere vannføring i elven som maksimal slukeevne for et kraftverk, altså 200 % i diagrammet.<ref name="BF">{{Citation|page= 64 | title=Veileder i planlegging, bygging
og drift av små kraftverk – Ny utgave | author= Bjørn Fladen, m.fl.|isbn= | accessdate=10. november 2014 |year=2010|publisher=Norges vassdrags- og energidirektorat|postscript=}}</ref>

Den lave utnyttelsen av vannet i en elv med store variasjoner kan forbedres på flere måter. En mulighet er å lage kraftverket med to eller flere turbiner. Virkningsgraden forbedres på denne måten fordi en turbin ikke vil være i drift deler av året, og den som er i drift oftere vil gå med full ytelse. Den beste løsningen imidlertid er å regulere elven eller hele vassdraget med en eller flere reguleringsdammer.