Według obliczeń Organizacji Narodów Zjednoczonych ds. Rozwoju Przemysłowego, Europa Zachodnia wykorzystuje 87% opłacalnej ekonomicznie mocy w sektorze małych elektrowni wodnych. W Europie Północnej odsetek ten wynosi 95%. Przedsiębiorstwa innowacyjne w segmentach niszowych poszukują jednak w energetyce wodnej możliwości działania, a także swojego dalszego rozwoju.
Turbozespół ultraniskospadowy (VLH) wykorzystujący bardzo niskie spady (opatentowany w r. 2003 przez małego producenta turbin wodnych MJ2) zakłada podejście przeciwne do tradycyjnej ekonomiki energetyki wodnej. Większość projektantów turbin Kaplana ogranicza koszty produkcji przez minimalizowanie średnicy wirnika. Zapewnienie stabilnej i wydajnej pracy turbiny wymaga budowania dużych i kosztownych struktur wlotowych i odpływowych. Przy spadzie poniżej 3 m konieczne roboty w zakresie budownictwa lądowego i wodnego są tak kosztowne, że tradycyjny system Kaplana przestaje być opłacalny.
Koncepcja VLH dąży do minimalizacji kosztów inwestycyjnych przez zmniejszenie wymiarów infrastruktury wlotu i odpływu. Osiągnięto to przez maksymalizację średnicy wirnika, umieszczając go przy tym w prostej, samonośnej konstrukcji. Średnice wirnika pięciu produktów firmy MJ2 zawierają się w granicach od 3,15 m do 5 m.
Duża średnica wirnika i mały spad oznaczają, że szybkość obrotowa turbiny jest niska (mniej niż 41 obr/min) a przy tym jest zmienna. Turbina posiada 8 nastawialnych łopatek, których położenie można zmieniać w celu zmaksymalizowania sprawności w warunkach zmiennego przepływu rzeki, lub aby zamknąć przepływ przez kanał. System posiada mechanizm, który umożliwia podniesienie całego urządzenia z wody dla ułatwienia konserwacji.
Zapewnieniu jakości energii elektrycznej służy przemiennik częstotliwości, który umożliwia utrzymanie częstotliwości napięcia wyjściowego 50 Hz (lub 60 Hz) przy zmianach szybkości obrotowej wywołanych zmianami przepływu rzeki i współpracę turbozespołu z siecią. Moc zainstalowana tego rodzaju jednostki wynosi od 100 kW do 500 kW przy natężeniach przepływu już od 2 m3/s.
Niska szybkość obrotowa turbiny VLH stanowi dodatkową korzyść dla środowiska. Umożliwia bezpieczną migrację ryb poprzez turbinę. Ostatnio francuskie władze zweryfikowały turbiny VLH jako “przyjazne dla ryb”. Jest to ważna aprobata w krajach wysoko rozwiniętych, w których przykłada się dużą wagę do równowagi środowiskowej rzek.
