Redigerer Vannkraftverk (avsnitt)

== Energi og effekt fra et vannkraftverk ==
De to formlene til høyre viser at mengden med energi fra et vannfall bestemmes av størst mulig fallhøyde og vannstrømning. I praksis er dette en komplisert optimalisering mellom mange forhold. Dersom man ønsker å fange opp alt vannet med ett kraftverk, må inntaksdammen bygges langt nede i elven. Dette gir samtidig liten fallhøyde og ikke særlig mye produsert energi. Om en ønsker å utnytte hele fallhøyden kan en lage dammen lengst mulig opp i vassdraget og plassere kraftstasjonen nede ved havet, men da vil vannmengden til kraftverket bli liten og energiproduksjonen like så.

{| class="toccolours" style="float: right; clear:right; margin:0.5em 0 1em 1em; font-size: 85%; color:black; width:30em; max-width: 25%;" cellspacing="5"
| style="text-align: left;" |
'''Formelen for [[elektrisk effekt]] i et vannkraftverk:'''

:<math>P=\eta\rho\,gQH_N\!</math>

der:<br />
:P = effekt [W]
:η = virkningsgrad i turbin og generator. Denne vil typisk være 0,92 for turbin og for generator 0,98 og samlet virkningsgrad blir da 0,90<ref name="CVS29" />
:ρ = tettheten av vann 1000&nbsp;kg/m<sup>3</sup>
:Q = slukeevne eller vanngjennomstrømning pr tidsenhet [m<sup>3</sup>/s]
:''g'' = [[Tyngdeakselerasjon|tyngdens akselerasjon]]: 9,81&nbsp;m/s<sup>2</sup>
:H<sub>N</sub> = netto fallhøyde&nbsp;[m]. Det vil si at trykkfallet i turbinrør eller tilløpstunnel må trekkes fra.

Når det gjelder virkningsgraden kommer falltapet i tillegg når den totale virkningsgraden skal beregnes. Total virkningsgrad for et vannkraftverk er typisk rundt 85&nbsp;%, og med de tallene som er brukt ovenfor vil det si at 5 % den potensielle energien i inntaksmagasinet går vekk i falltapp.<ref name="CVS29">[[#VV|Casper Vogt-Svendsen: ''Vannveien'' side 29.]]</ref>

Den årlig [[energi]]produksjonen kan uttrykkes slik:

:<math>W=\eta\rho\,gVh\!</math>

Der:<br /> 
:V = samlet vannvolum per år [m<sup>3</sup>] og de andre faktorene de samme som i uttrykket over. 
|}

Dermed må en gjøre et kompromiss og plassere inntaket slik at produktet av både vannmengde og fallhøyde blir størst mulig. En annen faktor er kostnadene ved å bygge vanntunneler eller materialkostnadene med rør. Ut fra dette finner en at det helst bør være en bratt strekning mellom kraftverket og inntaket. Av denne grunnen ble kraftverkene i tidligere tider lagt i forbindelse med fosser, og en snakket om utnyttelse av fossekraft.

Den beste måten å utnytte et stort vassdrag på ut fra dette er å bygge flere kraftverk etter hverandre. Ofte vil et vassdrag ha mange etterfølgende fall og slake strekninger med innsjøer i mellom. Best utnyttelse kan dermed være å ha kraftverkets inntak og utløp mellom hver innsjø. Dermed kan vanntunnelene bli korte, men få stor fallhøyde alt etter [[topografi]]en.