Ogromna potencijalna energija postoji u vodi koja pada, koja je osnova hidroelektrana. Voda koja pada može biti iz vodopada ili se kretati niz potok zbog promjena u nadmorskoj visini. Hidroelektrane iskorištavaju ovu potencijalnu energiju prisiljavajući vodu da pomiče velike vodene kotače koji su povezani s turbinskim generatorima. Snaga generirane energije može se izračunati visinom i protokom vode.
Neto glava je udaljenost od izvora vode koja pada do vodenog kotača. Ova se brojka obično smanjuje u zavojima u protoku i stopama trenja. Na te se degradacije može uputiti za procijenjeno neto mjerenje glave. To se obično mjeri u metrima ili stopama.
Brzina protoka je količina vode koja se kreće na vodeni kotač u jedinici vremena. To se obično mjeri u litrama u sekundi, kubičnim metrima u sekundi ili kubičnim metrima u sekundi.
Pomnožite neto udaljenost glave u metrima pomnoženo s brzinom protoka u litrama u sekundi puta 9,81, što je ubrzanje zbog gravitacije, mjereno u metrima u sekundi. Ovo izračunava hidroenergiju u vatima. Kao primjer, ako je neto visina glave bila 20 metara sa protokom od 25 litara u sekundi, tada bi hidroenergija bila 20 puta 25 puta 9,81, odnosno 4,905 vata.
Ako koristite stopala, tada se formula malo mijenja kako bi se uzeo u obzir pretvorba. U tom slučaju pomnožite glavu u stopama pomnoženo s brzinom protoka u kubičnim metrima u sekundi pomnoženom s pretvorbenim faktorom od 84,6 za izračunavanje hidroenergije u vatima.
Pomnožite hidroenergiju s ocjenom učinkovitosti jedinice, koja se obično navodi kao postotak u njezinim specifikacijama. U primjeru, ako imate ocjenu učinkovitosti 60 posto, tada biste taj broj podijelili sa 100 da biste ga pretvorili u decimalni format. Zatim pomnožite taj broj s hidroenergijom od 4.905 vata da biste izračunali snagu vodenog kotača od 2.943 vata.