Un'enorme energia potenziale esiste nell'acqua che cade, che è la base degli impianti idroelettrici. L'acqua che cade può provenire da una cascata o scendere da un ruscello a causa dei cambiamenti di elevazione. Gli impianti idroelettrici attingono a questa energia potenziale costringendo l'acqua a muovere grandi ruote idrauliche collegate a generatori a turbina. La potenza generata può essere calcolata in base all'altezza e alla portata dell'acqua.
La testa netta è la distanza dalla sorgente dell'acqua che cade alla ruota idraulica. Questa cifra è di solito degradata torsioni e giri nel flusso e velocità di attrito. È possibile fare riferimento a queste degradazioni per una misurazione della prevalenza netta stimata. Questo è solitamente misurato in metri o piedi.
La portata è il volume di acqua che si muove sulla ruota idraulica per unità di tempo. Questo è solitamente misurato in litri al secondo, metri cubi al secondo o piedi cubi al secondo.
Moltiplicare la distanza di prevalenza netta in metri per la portata in litri al secondo per 9,81, che è l'accelerazione di gravità, misurata in metri al secondo. Questo calcola la potenza idroelettrica in watt. Ad esempio, se la prevalenza netta fosse di 20 metri con una portata di 25 litri al secondo, la potenza idroelettrica sarebbe 20 volte 25 volte 9,81 o 4,905 watt.
Se stai usando i piedi, la formula cambia leggermente per tener conto della conversione. In questo caso, moltiplicare la prevalenza in piedi per la portata in piedi cubi al secondo per il fattore di conversione di 84,6 per calcolare la potenza idroelettrica in watt.
Moltiplicare l'energia idroelettrica per il grado di efficienza dell'unità, solitamente indicato come percentuale nelle sue specifiche. Nell'esempio, se avessi un indice di efficienza del 60 percento, divideresti quel numero per 100 per convertirlo in formato decimale. Quindi moltiplica quel numero per la potenza idroelettrica di 4.905 watt per calcolare la potenza della ruota idraulica di 2.943 watt.