На рівнинній місцевості використання малих гідроелектростанцій вельми проблематично, бо, навіть побудувавши греблю, створити високий натиск або важко, або надзвичайно дорого.
В останні кілька років широке поширення набули малонапірні малі ГЕС на основі архимедова гвинта. Архимедов гвинт вже протягом багатьох століть використовується, перш за все, як насос - в кожній країні світу встановлені сотні тисяч таких гвинтів, особливо на очисних спорудах. Незважаючи на те, що винахідником гвинта визнаний Архімед, достеменно відомо, що такі насоси ще в 250 році до нашої ери використовувалися в Єгипті для підйому води в зрошувальних системах.
Принцип роботи ГЕС на базі архимедова гвинта прямо протилежний роботі насоса. Вода, потрапляючи на турбіну зверху, своєю масою тисне на поверхню гвинта. Скочуючись вниз по гвинту, вода змушує його обертатися. Встановивши на вал шнека генератор, можна отримувати електроенергію при напорі води навіть менше метра. Однак з економічних міркувань, не варто використовувати архимедів гвинт при напорі менше 1.5 метра. При напорі води понад 8 метрів використовуються кілька гвинтів, або підбираються турбіни більш підходящої конструкції.
Максимальні витрати яка протікає через турбіну води визначається діаметром шнека. Так в малій енергетиці найбільш часто використовується архимедів гвинт діаметром 1 метр, який здатний пропустити 250 л / с. Шнек діаметром 5 метрів пропускає до 15 куб.м / с Практичні напрацювання показують, що встановлювати гідроелектростанцію з діаметром гвинта більше трьох метрів недоцільно, набагато вигідніше встановити паралельно кілька турбін меншого діаметру. З цих міркувань метровий архимедів гвинт здатний забезпечити вироблення 5кВт / год електроенергії. Найбільша діюча мала ГЕС виробляє 500 кВт / год.
Зазвичай архимедів гвинт обертається зі швидкістю 26 обертів на хвилину. Для зчленування зі стандартними електрогенераторами використовуються передавальні коробки, які збільшують швидкість обертання ротора генератора до 1500 об / хв. З точки зору економічної ефективності, архимедів гвинт встановлюється під кутом 22 градуса до горизонту.
Архимедов гвинт надає безліч незаперечних переваг:
- Проектний термін експлуатації гідроелектростанції становить не менше 30 років! За умови капітального ремонту шнека, ГЕС може прослужити необмежений час.
- Великі розміри гвинта і повільна швидкість його обертання дозволяють рибам і великому сміттю без шкоди для електростанції безперешкодно подолати ГЕС. На відміну від інших малонапірні ГЕС не потрібно установки системи очищення води, що подається.
- Оскільки риба з легкістю і без шкоди для себе долає архимедів гвинт, такі ГЕС вважаються екологічно безпечними поновлюваними джерелами енергії.
- Оскільки архимедів гвинт не має зливу і відстійників, а на вихідній стороні турбіни досить лише незначного бетонування, вартість будівництва малої ГЕС обходиться досить дешево.