Hydroenergetyka kojarzy się zwykle z dużymi zaporami, zbiornikami retencyjnymi i znaczną ingerencją w środowisko. Coraz większą uwagę przyciągają jednak rozwiązania, które pozwalają pozyskiwać energię z rzek bez budowy klasycznych elektrowni wodnych. Jedną z najciekawszych technologii są hydrokinetyczne turbiny rzeczne, nazywane także turbinami prądowymi lub bezstopniowymi. Wykorzystują one wyłącznie energię prądu wody, nie wymagają spiętrzania rzeki i mogą być instalowane modułowo, blisko odbiorcy energii. Poniżej przedstawiono szczegółową analizę tej technologii w kontekście rozwoju hydroenergetyki, transformacji energetycznej i ochrony środowiska.

Czym są hydrokinetyczne turbiny rzeczne?

Turbiny hydrokinetyczne to urządzenia przetwarzające energię kinetyczną płynącej wody bez zmiany jej poziomu. W odróżnieniu od klasycznych turbin w elektrowniach wodnych, nie potrzebują one budowy zapory ani kanału derywacyjnego. Montuje się je bezpośrednio w korycie rzeki, w nurcie kanału lub przy konstrukcjach pływających. Dzięki temu są one zaliczane do tzw. małej i rozproszonej hydroenergetyki.

Najważniejszą cechą turbin hydrokinetycznych jest ich zdolność do pracy w niskich spadach i przy stosunkowo niewielkich prędkościach przepływu, typowych dla wielu rzek nizinnych. Z punktu widzenia sieci elektroenergetycznej jest to technologia predestynowana do zasilania lokalnych mikro- i minisieci, gospodarstw oddalonych od sieci, infrastruktury hydrotechnicznej czy stacji pomiarowych. Dzięki temu turbiny rzeczne bez zapory stają się ważnym elementem strategii rozwoju odnawialnych źródeł energii (OZE) w skali lokalnej.

Zasada działania turbin hydrokinetycznych

Działanie turbin rzecznych opiera się na prostym prawie fizyki: płynąca woda o określonej gęstości i prędkości niesie ze sobą energię kinetyczną, którą można przekształcić na energię mechaniczną obrotu wirnika, a następnie na energię elektryczną w generatorze. Moc teoretyczna przepływu zależy od trzech parametrów: powierzchni, którą „przecina” turbina, gęstości wody oraz sześcianu prędkości przepływu.

Wirnik turbiny hydrokinetycznej jest zanurzony w strudze wody. Siła przekazywana na łopaty powoduje obrót wału, który sprzęgnięty jest z generatorem. Energia elektryczna może być przekazywana kablem do brzegu, magazynowana w akumulatorach lub wykorzystywana bezpośrednio do zasilania odbiorników (np. pomp, systemów telemetrycznych). W nowoczesnych rozwiązaniach stosuje się przekształtniki częstotliwości, co pozwala na stabilizację parametrów wyjściowych energii oraz współpracę z siecią.

Rodzaje turbin hydrokinetycznych i ich konstrukcje

Na rynku i w literaturze technicznej można wyróżnić kilka podstawowych typów turbin prądowych, różniących się głównie orientacją osi obrotu i geometrią wirnika. Dobór konstrukcji jest kluczowy zarówno dla efektywności energetycznej, jak i dla oddziaływania na środowisko.

Turbiny o osi poziomej

Turbiny hydrokinetyczne z osią poziomą przypominają pod względem kształtu wirniki elektrowni wiatrowych. Łopaty umieszczone są na poziomym wale, ułożonym równolegle do kierunku przepływu. Zaletami tych konstrukcji są stosunkowo wysoka sprawność aerodynamiczna (hydrodynamiczna) i dobrze poznane zachowanie w eksploatacji. Wymagają jednak względnie stabilnego i prostego nurtu oraz odpowiedniego prowadzenia strugi wody, aby uniknąć turbulencji pogarszających osiągi.

Turbiny o osi pionowej

Turbiny pionowe (np. typu Darrieus, Gorlov, Savonius w wersji wodnej) cechują się wirnikiem obracającym się wokół pionowej osi. Ich kluczową zaletą jest możliwość pracy przy zmiennym kierunku przepływu wody oraz uproszczona mechanika przeniesienia napędu (generator może znajdować się ponad lustrem wody). Są one szczególnie interesujące w zastosowaniach rzecznych, gdzie nurt jest złożony, a obroty wirnika muszą być dostosowane do lokalnych warunków hydrodynamicznych. Sprawność pojedynczej jednostki bywa niższa niż w turbinach poziomych, ale rekompensuje to łatwość skalowania i serwisowania.

Turbiny kanałowe i z dyszami kierującymi

Część nowoczesnych rozwiązań wykorzystuje kanały lub dysze przyspieszające strugę wody na wejściu do wirnika. Zwiększenie lokalnej prędkości przepływu znacząco podnosi efektywną moc jednostki. W takich systemach często wykorzystuje się elementy przypominające odwrócony lejek czy profil skrzydła (Venturi), a także kratownice zabezpieczające przed wpływaniem ryb i zanieczyszczeń. Tego rodzaju konstrukcje pozwalają optymalizować pracę małych elektrowni wodnych bez zapory nawet na rzekach o umiarkowanym przepływie.

Hydrokinetyczne turbiny rzeczne a tradycyjne elektrownie wodne

Klasyczne elektrownie wodne opierają się na wykorzystaniu różnicy poziomów wody – spadu. Budowa zapory lub progu spiętrzającego umożliwia zgromadzenie wody w zbiorniku i kontrolowanie jej przepływu przez turbiny. Oznacza to ingerencję w reżim hydrologiczny, morfologię koryta, migrację ryb i warunki sedymentacji osadów. W wielu krajach potencjał energetyczny dużych rzek został już niemal całkowicie zagospodarowany, a możliwości budowy kolejnych zapór są ograniczone środowiskowo i społecznie.

Turbiny hydrokinetyczne bez zapory stanowią alternatywną ścieżkę rozwoju hydroenergetyki. Pozwalają one na wykorzystanie energii rzek wcześniej uważanych za zbyt mało wydajne dla klasycznych elektrowni. Co istotne, można je instalować bez istotnej przebudowy koryta, a często także bez zmiany klasyfikacji użytkowania wód. To sprawia, że ich proces inwestycyjny bywa prostszy, szczególnie tam, gdzie ramy regulacyjne uwzględniają „niskoinwazyjną hydroenergetykę”.

Potencjał energetyczny rzek dla turbin hydrokinetycznych

Całkowity potencjał energii kinetycznej rzek jest trudniejszy do oszacowania niż potencjał klasycznej hydroenergetyki, ponieważ zależy od lokalnych warunków przepływowych i przekrojów koryta. Szacunki globalne wskazują jednak, że w skali świata możliwe jest zainstalowanie kilku do kilkunastu gigawatów mocy w turbinach prądowych, szczególnie w krajach o rozbudowanej sieci rzecznych szlaków komunikacyjnych i irygacyjnych.

W ujęciu lokalnym, potencjał turbin hydrokinetycznych jest szczególnie interesujący na:

• rzekach nizinnych o stabilnych przepływach rocznych,
• kanałach melioracyjnych i nawadniających,
• ujściach rzek i strefach przybrzeżnych o znacznym prądzie,
• przesmykach międzyzbiornikowych i kanałach energetycznych,
• blisko miejsc, gdzie istnieje zapotrzebowanie na energię elektryczną poza siecią.

W takich warunkach możliwe jest projektowanie farm turbin rzecznych składających się z wielu modułów. Pozwalają one tworzyć skalowalne systemy o mocy od kilkudziesięciu kilowatów do kilku megawatów, bez budowy wielkich konstrukcji hydrotechnicznych.

Korzyści z wykorzystania hydrokinetycznych turbin rzecznych

W kontekście dekarbonizacji gospodarki i rozwoju OZE, turbiny rzeczne bez zapory oferują szereg korzyści technologicznych, środowiskowych i ekonomicznych. Są one postrzegane jako element zrównoważonej energetyki wodnej, wpisującej się w zasady gospodarki niskoemisyjnej i ochrony bioróżnorodności.

Niska ingerencja w środowisko

Brak zapory oznacza brak istotnego spiętrzenia i przekształcenia charakteru rzeki. Turbiny hydrokinetyczne pracują w istniejącym nurcie, dzięki czemu nie tworzą dużych zbiorników wodnych ani nie zaburzają ciągłości ekologicznej na taką skalę jak klasyczne elektrownie. Odpowiednio zaprojektowane kratownice i osłony redukują ryzyko kolizji ryb z łopatami wirnika. Dodatkowo, usuwalność modułowa pozwala na czasowe demontaże w okresach szczególnie wrażliwych dla ekosystemu, np. podczas masowych migracji ichtiofauny.

Rozproszona produkcja energii

Rozproszone źródła energii zwiększają odporność systemu elektroenergetycznego, redukują straty przesyłowe i wzmacniają bezpieczeństwo energetyczne na poziomie regionów. Turbiny rzeczne można instalować tam, gdzie infrastruktura sieciowa jest słabo rozwinięta, a jednocześnie istnieje stabilny zasób hydroenergetyczny – np. w gminach położonych nad rzekami o stałym przepływie. W połączeniu z magazynami energii i fotowoltaiką tworzą one lokalne mikrosystemy energetyczne zdolne do pracy wyspowej.

Niskie koszty inwestycyjne i modułowość

Choć koszt jednostkowy mocy (zł/kW) dla pojedynczej turbiny hydrokinetycznej może być wyższy niż dla dużych elektrowni zaporowych, nakłady absolutne są zdecydowanie niższe. Nie ma potrzeby budowy wysokiej zapory, przełożeń dróg, mostów czy linii przesyłowych wysokiego napięcia. Instalacja często sprowadza się do posadowienia modułów na kotwicach, palach lub konstrukcjach pływających. Modułowość umożliwia stopniowe rozbudowywanie farmy w miarę zapotrzebowania i możliwości finansowych inwestora.

Elastyczność lokalizacji i skalowania

Dzięki różnorodności typów i wymiarów wirników, turbiny hydrokinetyczne można dostosować do szerokiego spektrum rzek i kanałów – od niewielkich cieków wykorzystywanych do nawadniania po wielkie rzeki żeglowne. Możliwe jest zarówno tworzenie pojedynczych stanowisk zasilających pojedynczy odbiornik, jak i projektowanie całych farm rzecznych, odpowiedników farm wiatrowych na wodzie. Ta elastyczność sprzyja wykorzystaniu lokalnego potencjału bez konieczności wprowadzania drastycznych zmian w krajobrazie.

Wyzwania techniczne i ograniczenia turbin hydrokinetycznych

Mimo licznych zalet, turbiny prądowe nie są wolne od wyzwań. Dla inwestorów i projektantów kluczowe jest zrozumienie ich ograniczeń, aby właściwie oszacować produktywność i ryzyka przedsięwzięcia.

Zmienność przepływów i sezonowość

Rzeki charakteryzują się sezonową i roczną zmiennością przepływów, zależną od opadów, topnienia śniegu i prac hydrotechnicznych w zlewni. Ponieważ moc hydrokinetyczna zależy od sześcianu prędkości przepływu, nawet niewielkie spadki prędkości wody mogą znacząco zmniejszyć produkcję energii. Oznacza to konieczność stosowania konserwatywnych założeń w prognozach produkcji oraz rozważenia współpracy z innymi źródłami OZE i magazynami energii.

Oddziaływanie rumowiska i lodu

W korytach rzek występuje rumowisko rzeczne – piasek, żwir, kamienie, a także konary, gałęzie i odpady wleczone nurtem. Elementy te mogą uszkadzać łopaty wirnika, zatykać kratownice i zwiększać koszty serwisu. W strefach klimatu umiarkowanego i chłodnego dochodzi do tego zjawisko pokrywy lodowej i spływu kry, co może wymagać demontażu turbin na okres zimowy lub zastosowania specjalnych konstrukcji odpornych na lód. Projekt turbiny musi zatem uwzględniać lokalne warunki hydromorfologiczne i klimatyczne.

Integracja z żeglugą i innymi użytkownikami rzek

Na rzekach żeglownych i w kanałach transportowych turbiny hydrokinetyczne muszą być zlokalizowane w sposób niekolidujący z szlakami żeglugi i bezpieczeństwem jednostek pływających. Konieczne są analizy nawigacyjne, oznakowanie miejsc instalacji oraz współpraca z administracją wodną. W kanałach irygacyjnych wymagane jest również uzgodnienie wpływu turbin na poziom wody i efektywność nawadniania. Z tego powodu, proces planistyczny obejmuje często złożone konsultacje między użytkownikami wód.

Aspekty środowiskowe i wpływ na ekosystemy rzeczne

Jednym z głównych argumentów za rozwojem hydrokinetyki jest jej potencjalnie niski wpływ na środowisko. Aby jednak wykorzystać tę przewagę, konieczne jest prowadzenie rzetelnych ocen oddziaływania na środowisko (OOŚ) i monitoringu powdrożeniowego.

Bezpieczeństwo ichtiofauny

Ryby, minogi i inne organizmy wodne mogą wchodzić w strefę pracy wirnika. Dlatego projekt turbin przyjaznych dla ryb obejmuje:

• odpowiednio dobraną prędkość obrotową łopat,
• łagodne profile i zaokrąglone krawędzie wirnika,
• stosowanie osłon i krat o szczelinach uniemożliwiających kontakt dużych osobników z turbiną,
• lokalizację poza głównymi korytarzami migracji, w miarę możliwości przy brzegu.

Badania terenowe wskazują, że przy zachowaniu powyższych zasad śmiertelność ryb może być bardzo niska, zwłaszcza w porównaniu z klasycznymi turbinami wysokospadowymi.

Wpływ na morfologię koryta i jakość wody

Turbiny hydrokinetyczne powodują lokalne zaburzenia prędkości przepływu, jednak skala tych zmian jest zwykle ograniczona do najbliższego otoczenia urządzenia. Brak zapory oznacza brak długotrwałego zatrzymywania osadów w zbiorniku i mniejsze ryzyko zmian jakości wody wynikających z nagromadzenia materii organicznej. Właściwe usytuowanie turbin i analiza hydrauliczna mogą zminimalizować ryzyko erozji dennej oraz odkładania się rumowiska w newralgicznych miejscach koryta.

Zastosowania praktyczne turbin hydrokinetycznych

Rozwój technologii turbin rzecznych bez zapory otwiera szereg możliwości zarówno dla sektora komunalnego, jak i przemysłowego. Zastosowania te są szczególnie atrakcyjne tam, gdzie dostęp do sieci elektroenergetycznej jest ograniczony lub zawodny.

Elektrownie na potrzeby lokalnych społeczności

W wielu regionach świata małe miejscowości położone nad rzekami borykają się z niedoborem energii elektrycznej. Modułowe mikroelektrownie rzeczne mogą zasilać oświetlenie, chłodnie, stacje pompowania wody czy mały przemysł lokalny. Integracja z systemami fotowoltaicznymi i magazynami energii pozwala zrównoważyć produkcję i zapotrzebowanie w skali dobowej i sezonowej.

Zasilanie infrastruktury hydrotechnicznej i monitoringu

Turbiny hydrokinetyczne są idealne do zasilania urządzeń pracujących w bezpośrednim sąsiedztwie cieków wodnych: śluz, przepompowni, stacji monitoringu hydrologicznego, systemów telemetrycznych czy barier przeciwpowodziowych. Pozwalają ograniczyć konieczność doprowadzania zasilania kablowego z dużej odległości lub wykorzystywania agregatów spalinowych.

Przemysł i rolnictwo

Gospodarstwa rolne oraz przedsiębiorstwa zlokalizowane w pobliżu rzek mogą wykorzystać energię hydrokinetyczną do napędu pomp irygacyjnych, systemów napowietrzania stawów rybnych czy przetwarzania surowców. W takich zastosowaniach istotne jest dopasowanie profilu zużycia energii do zmiennej produkcji z turbin, co często wymaga zaawansowanego sterowania i zastosowania magazynów energii lub odbiorników o regulowanej mocy.

Aspekty prawne, regulacyjne i planistyczne

Realizacja projektu z wykorzystaniem turbin hydrokinetycznych wymaga nie tylko wiedzy technicznej, ale także znajomości przepisów dotyczących gospodarki wodnej, ochrony środowiska oraz przyłączeń do sieci elektroenergetycznej.

Prawo wodne i pozwolenia na korzystanie z wód

Instalacja turbin w korycie rzeki zazwyczaj traktowana jest jako szczególne korzystanie z wód. W zależności od kraju i lokalnych przepisów konieczne może być uzyskanie pozwolenia wodnoprawnego, uzgodnienie lokalizacji z administracją wodną oraz wykazanie, że inwestycja nie pogorszy stanu ekologicznego wód. Kluczowe są analizy wpływu na przepustowość koryta podczas wezbrań, bezpieczeństwo powodziowe i migrację organizmów wodnych.

Przyłączenie do sieci i rozliczanie energii

W przypadku gdy turbiny rzeczne mają zasilać nie tylko lokalnych odbiorców, ale także sprzedawać energię do sieci, konieczne jest spełnienie wymogów operatora systemu dystrybucyjnego. Dotyczy to parametrów jakości energii, systemów zabezpieczeń oraz procedur bilansowania. W wielu krajach stosuje się mechanizmy wsparcia dla małej hydroenergetyki, takie jak taryfy gwarantowane, systemy aukcyjne czy dopłaty inwestycyjne, co istotnie wpływa na opłacalność przedsięwzięć.

Projektowanie i optymalizacja instalacji hydrokinetycznych

Prawidłowe zaprojektowanie systemu turbin rzecznych wymaga połączenia analiz hydrologicznych, hydraulicznych, ekologicznych i ekonomicznych. Proces ten obejmuje kilka kluczowych etapów, które decydują o efektywności i trwałości inwestycji.

Analiza zasobów hydroenergetycznych

Podstawą jest dokładna charakterystyka przepływów w wybranym miejscu: pomiary prędkości nurtu w przekroju koryta, głębokości, zmienności sezonowej oraz częstotliwości stanów ekstremalnych. Wykorzystuje się tu zarówno dane historyczne z posterunków hydrologicznych, jak i pomiary terenowe z użyciem prądociągów akustycznych (ADCP). Wyniki pozwalają określić średnioroczną i minimalną produkcję energii oraz wymiarować turbiny.

Modelowanie numeryczne przepływu

Coraz częściej wykorzystuje się modelowanie CFD (Computational Fluid Dynamics) i modele 2D/3D przepływu, aby zoptymalizować rozmieszczenie turbin w przekroju rzeki, uniknąć wzajemnego zakłócania się strug i zminimalizować strefy recyrkulacji. Dzięki temu możliwe jest lepsze wykorzystanie dostępnej energii przy zachowaniu wymaganych warunków hydraulicznych dla żeglugi i ekosystemu.

Dobór technologii i układu pracy

Na podstawie analiz wybiera się typ wirnika (poziomy, pionowy, kanałowy), jego średnicę, głębokość posadowienia i sposób mocowania. Projektuje się również układ elektryczny: generatory, przekształtniki, transformatory, zabezpieczenia i ewentualne magazyny energii. Kluczowe jest osiągnięcie kompromisu między maksymalizacją produkcji energii a minimalizacją kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych.

Ekonomia i opłacalność turbin hydrokinetycznych

Analiza ekonomiczna projektów hydrokinetycznych musi uwzględniać specyfikę technologii: stosunkowo niskie moce jednostkowe, zmienną produkcję i potencjalne wyższe koszty serwisowania w środowisku rzecznym. Z drugiej strony, brak kosztownej infrastruktury hydrotechnicznej i możliwość wykorzystania istniejących obiektów (np. mostów, umocnień brzegowych) może znacząco poprawić wskaźniki finansowe.

Kluczowe składowe kosztów

• koszt zakupu i montażu turbin (wirnik, generator, konstrukcja nośna),
• infrastruktura elektryczna (okablowanie, przyłącze do sieci, przekształtniki),
• koszty projektowe, badań hydrologicznych i środowiskowych,
• koszty konserwacji, czyszczenia krat i ewentualnych napraw,
• ubezpieczenia od powodzi, zatorów lodowych i zdarzeń losowych.

Przy odpowiednim doborze lokalizacji, zwrot z inwestycji może być konkurencyjny wobec innych rozproszonych źródeł energii, szczególnie tam, gdzie ceny energii z sieci są wysokie lub dostęp do sieci ograniczony.

Perspektywy rozwoju hydrokinetycznych turbin rzecznych

Rozwój technologii turbin hydrokinetycznych wpisuje się w globalne trendy transformacji energetycznej, cyfryzacji i rozwoju inteligentnych sieci elektroenergetycznych. Oczekuje się, że dalsze innowacje w obszarze materiałów odpornych na erozję, konstrukcji wirników przyjaznych dla ekosystemu oraz systemów sterowania i predykcji przepływów poprawią konkurencyjność tej technologii.

W perspektywie kilkunastu lat turbiny rzeczne mogą stać się ważnym uzupełnieniem miksu OZE, szczególnie w krajach o gęstej sieci rzecznej i ograniczonych możliwościach budowy nowych zapór. Integracja hydrokinetyki z fotowoltaiką, energetyką wiatrową i magazynami energii pozwoli na tworzenie hybrydowych systemów zwiększających niezawodność dostaw energii przy minimalnym wpływie na środowisko.

FAQ

Jak działa hydrokinetyczna turbina rzeczna bez budowy zapory?

Hydrokinetyczna turbina rzeczna wykorzystuje wyłącznie energię kinetyczną płynącej wody. Wirnik urządzenia umieszczony jest bezpośrednio w nurcie rzeki lub kanale, bez spiętrzania wody i bez budowy zapory. Przepływająca woda wprawia w ruch łopaty wirnika, które obracają wał połączony z generatorem. Wytworzona energia elektryczna jest przesyłana kablem na brzeg lub do lokalnej instalacji. Dzięki temu pozyskujemy energię z rzek w sposób mało inwazyjny, przy zachowaniu naturalnego reżimu przepływu i bez tworzenia dużych zbiorników wodnych.

Jaka jest opłacalność instalacji turbin hydrokinetycznych w rzekach?

Opłacalność turbin hydrokinetycznych zależy głównie od prędkości i stabilności przepływu rzeki, kosztów dostępu do miejsca instalacji oraz możliwości zagospodarowania energii na miejscu. Projekty są najbardziej atrakcyjne tam, gdzie energia elektryczna z sieci jest droga lub trudno dostępna, np. w odległych miejscowościach czy przy obiektach hydrotechnicznych. Brak kosztów budowy zapory istotnie obniża nakłady inwestycyjne. Dodatkowym atutem jest możliwość modułowej rozbudowy farmy turbin, co pozwala dostosować wielkość inwestycji do budżetu i zapotrzebowania na energię odnawialną.

Czy hydrokinetyczne turbiny rzeczne są bezpieczne dla ryb i środowiska?

Nowoczesne turbiny rzeczne bez zapory projektuje się tak, aby maksymalnie ograniczyć ich wpływ na ichtiofaunę i ekosystem. Stosuje się łopaty o łagodnych profilach, niskich prędkościach obrotowych i zaokrąglonych krawędziach, a także kratownice i osłony zapobiegające wnikaniu dużych ryb w strefę wirnika. Instalacje lokalizuje się poza głównymi korytarzami migracji. Ze względu na brak spiętrzenia, nie dochodzi do tworzenia dużych zbiorników ani znaczących zmian temperatury i jakości wody. Przy właściwym zaprojektowaniu i monitoringu wpływ na środowisko jest z reguły zdecydowanie mniejszy niż w klasycznych elektrowniach zaporowych.

Gdzie najlepiej instalować hydrokinetyczne turbiny w rzekach?

Najlepsze lokalizacje dla turbin hydrokinetycznych to odcinki rzek o stosunkowo dużej i stabilnej prędkości przepływu, odpowiedniej głębokości oraz niewielkiej kolizyjności z żeglugą. Sprawdzą się także kanały irygacyjne, przesyłowe i energetyczne, gdzie przepływ jest regulowany. Istotne jest, by miejsce instalacji umożliwiało dogodny serwis oraz bezpieczne zakotwienie konstrukcji. Wybór lokalizacji wymaga analizy hydrologicznej, badań terenowych i uzgodnień z administracją wodną. Odpowiedni dobór miejsca decyduje o efektywności pozyskiwania energii hydrokinetycznej i minimalizacji wpływu na użytkowników rzeki.

Jakie moce można uzyskać z hydrokinetycznych turbin rzecznych?

Moc pojedynczej hydrokinetycznej turbiny rzecznej zależy od średnicy wirnika, prędkości przepływu oraz sprawności urządzenia. Typowe małe jednostki osiągają moce rzędu kilkuset watów do kilku kilowatów, podczas gdy większe konstrukcje mogą generować dziesiątki, a nawet setki kilowatów. W praktyce stosuje się układy modułowe – farmy turbin rzecznych – w których wiele mniejszych jednostek pracuje równolegle, osiągając łącznie moc od kilkudziesięciu kilowatów do kilku megawatów. Takie podejście ułatwia dopasowanie produkcji energii do lokalnego zapotrzebowania i możliwości technicznych koryta rzeki.