Une énergie potentielle énorme existe dans l'eau qui tombe, qui est la base des centrales hydroélectriques. L'eau qui tombe peut provenir d'une chute d'eau ou descendre un ruisseau en raison de changements d'altitude. Les centrales hydroélectriques puisent dans cette énergie potentielle en forçant l'eau à déplacer de grandes roues hydrauliques connectées à des générateurs à turbine. La puissance générée peut être calculée en fonction de la hauteur et du débit de l'eau.
La hauteur du filet est la distance entre la source de l'eau qui tombe et la roue hydraulique. Ce chiffre est généralement dégradé par des rebondissements dans les débits et les taux de frottement. Ces dégradations peuvent être référencées pour une mesure de charge nette estimée. Ceci est généralement mesuré en mètres ou en pieds.
Le débit est le volume d'eau se déplaçant sur la roue hydraulique par unité de temps. Ceci est généralement mesuré en litres par seconde, en mètres cubes par seconde ou en pieds cubes par seconde.
Multipliez la distance nette en mètres par le débit en litres par seconde par 9,81, ce qui correspond à l'accélération due à la gravité, mesurée en mètres par seconde. Ceci calcule la puissance hydroélectrique en watts. Par exemple, si la chute nette était de 20 mètres avec un débit de 25 litres par seconde, alors la puissance hydroélectrique serait 20 fois 25 fois 9,81, soit 4 905 watts.
Si vous utilisez des pieds, la formule change légèrement pour tenir compte de la conversion. Dans ce cas, multipliez la hauteur manométrique en pieds par le débit en pieds cubes par seconde par le facteur de conversion de 84,6 pour calculer la puissance hydroélectrique en watts.
Multipliez la puissance hydroélectrique par la cote d'efficacité de l'unité, généralement indiquée en pourcentage dans ses spécifications. Dans l'exemple, si vous aviez un taux d'efficacité de 60 %, vous diviseriez ce nombre par 100 pour le convertir au format décimal. Multipliez ensuite ce nombre par la puissance hydroélectrique de 4 905 watts pour calculer la puissance de la roue hydraulique de 2 943 watts.