La energía que tiene el agua del embalse es potencial: EP = m · g · h y se transforma en cinética: EC = ½ · m · v²

La cantidad de agua que pasa por la turbina es de millones de litros por segundo, por tanto, no se trabaja con energía (tendríamos cifras enormes), sino con la potencia, y los cálculos se realizan por unidad de tiempo:

P = EP/t = (m · g · h)/t = m/t · g · h (si se conoce el salto)

P = EC/t = (½ · m · v²)/t = ½ · m/t · v² (si se conoce la velocidad)

La masa que pasa por unidad de tiempo m/t es el caudal másico, en kilogramos por segundo. Pero es más habitual medir el volumen de agua que pasa, que se llama caudal volumétrico o simplemente caudal (Q), en metros cúbicos por segundo, y que se relaciona con el caudal másico mediante la densidad:

m/t = (d ·V)/t = d · V/t = d · Q

Con lo cual las ecuaciones quedan:

P = EP/t = (d · Q) · g · h

P = EC/t = ½ · (d · Q) · v²

ENERGÍA EÓLICA

La energía que tiene el viento es cinética: EC = ½ · m · v² y para calcular la masa de aire que pasa, se considera el volumen que atraviesa la superficie de las aspas en un tiempo t En el dibujo, ese volumen es del cilindro, cuya base es la superficie de las aspas, y la altura es el producto de la velocidad del aire por el tiempo: V = S · (v · t)

La masa de aire que pasa en un tiempo t será el producto de la densidad por el volumen de aire que pasa en ese tiempo:

m = d · V

Con lo cual, la ecuación queda como:

E = ½ · m · v² = ½ · (d · V) · v² = ½ · d · S · v · t · v² = ½ · d · S · v³ · t

Cuando la cantidad de aire que pasa es elevada, no se trabaja con energía (tendríamos cifras enormes), sino con la potencia, y los cálculos se realizan por unidad de tiempo:

P = E/t = (½ ·d · S · v³ · t)/t = ½ · d · S · v³