Existe uma enorme energia potencial na queda d'água, que é a base das usinas hidrelétricas. A queda de água pode ser de uma cachoeira ou descendo um riacho devido às mudanças na elevação. As usinas hidrelétricas aproveitam essa energia potencial, forçando a água a mover grandes rodas d'água que estão conectadas a geradores de turbina. A potência gerada pode ser calculada a partir da altura e vazão da água.
A altura líquida é a distância da fonte da queda d'água até a roda d'água. Este valor é geralmente torções e voltas degradadas nas taxas de fluxo e fricção. Essas degradações podem ser referenciadas para uma medição de queda líquida estimada. Isso geralmente é medido em metros ou pés.
A vazão é o volume de água que se move para a roda d'água por unidade de tempo. Isso geralmente é medido em litros por segundo, metros cúbicos por segundo ou pés cúbicos por segundo.
Multiplique a distância da carga líquida em metros pela vazão em litros por segundo por 9,81, que é a aceleração da gravidade, medida em metros por segundo. Isso calcula a energia hidrelétrica em watts. Por exemplo, se a queda líquida fosse de 20 metros com uma vazão de 25 litros por segundo, a energia hidrelétrica seria 20 vezes 25 vezes 9,81, ou 4.905 watts.
Se você estiver usando pés, a fórmula muda ligeiramente para levar em consideração a conversão. Nesse caso, multiplique a altura manométrica em pés pela vazão em pés cúbicos por segundo pelo fator de conversão de 84,6 para calcular a energia hidrelétrica em watts.
Multiplique a energia hidrelétrica pela classificação de eficiência da unidade, geralmente listada como uma porcentagem em suas especificações. No exemplo, se você tivesse uma taxa de eficiência de 60%, dividiria esse número por 100 para convertê-lo no formato decimal. Em seguida, multiplique esse número pela potência hidráulica de 4.905 watts para calcular a potência da roda d'água de 2.943 watts.