Вода, текущая в русле реки или канале с перепадом уровней Н, на рассматриваемом участке непрерывно совершает работу, кот расходуется на преодоление внутреннего сопротивления движению воды, сопротивления на трения в русле. Если прит этом в рассматриваемом русле протекает расход Q, то работу, кот-ю может совершить вода в 1 с, т.е. потенциальная мощность водотока, выраженная в КВт или КДж/с, опр ф-лой:
N=(ро)gQH=9.81QH(КПД).
Q-расход воды м3/с, Н – напор, м. (КПД) – кпд установки. Энергия водотока Э, кВт*ч, определяемая произведением мощности N на время t составляет:
Э=9.81QH(кпд)t/3600=WH(кпд)/367.
Концентрация в каком-либо удобном месте напора осуществл с пом гидротехн сооружений по плотинной или деривационной схеме. Плотинная схема предусм сооружение плотины, перегораживающей в выбранном створе русло реки. В рез-те создается разность уровней воды с верховой и низовой по течению стороны пластины. Создающееся при этом с верховой стороны водохранилище носит название верхнего бьефа, а часть реки, прим к плотине с низовой стороны, - нижнего бьефа. Разность уровней бьефов создает необходимый напор ГЭС – Н. При этом этот напор за счёт кривой подпора будет неск-ко меньше того, кот возможен при исп рассматриваемого уч-ка реки. Деривация - искусственный водовод, выполняемый в виде открытого канала.
На горных реках с большими уклонами концентрация напора обычно осуществл по деривационной схеме, реализуемой следующим образом В выбранном створе реки возводится плотина 1, создающая обычно небольшой подпор и сравнительно малое водохранилище, из которого ч/з водоприемник вода направляется в деривацию 3,. Вода из дер. Поступает по напорным трубопроводам 6 к турбинам ЭС. Т.о. , при этой схеме напор созд не плотиной, как в предыдущей схеме, а деривацией. При этом если дер. Напорная, то в конце её для смягчения возможных при нестационарных режимах гидравлических ударов сооружается дополнительный резервуар 5. Ест-но, что исп-мый ГЭС напор Hгэс будет меньше на величину потерь в водопроводящем тракте (дер., напорный трубопровод).
Разновидностью рассм-ных двух схем явл. плотинно-дерривац. (смеш.) схема, реализуемая в тех случаях, когда используемый уч-к реки на своем протяжении имеет различный уклон, в рез-те чего ц-образно исп. Плотинную схему там, где уклон мал и дер-ную, где уклон больше.