貯水池のエネルギー（ポテンシャルエネルギー）：
ダムの後ろに保管されている水は貯水池を形成します。貯水池に保存されているエネルギーは、ダムの底の上の水の高さ（頭）によるポテンシャルエネルギーです。貯水池の水位が高いほど、蓄積されたポテンシャルエネルギーが大きくなります。ポテンシャルエネルギーは次のように計算されます。
ポテンシャルエネルギー（EP）=質量（M）×重力による加速（G）×高さ（H）
水力発電システムでは、水がペンストックとタービンを流れると、貯水池の水のポテンシャルエネルギーが運動エネルギーに変換されます。
ペンストックのエネルギー（運動エネルギー）：
ペンストックは、貯水池からタービンに水を運ぶパイプです。貯水池とタービンの高さの違いにより、水がペンストックを流れると、速度、したがって運動エネルギーを獲得します。運動エネルギーは次のように計算されます。
運動エネルギー（EK）=0.5×質量（m）×速度²（v²）
ペンストックを流れる水の速度が高いほど、それが持つ運動エネルギーが大きくなります。
タービン内のエネルギー（機械的エネルギー）：
タービンは、流れる水の経路に取り付けられた回転装置です。ペンストックからの高速水がタービンの刃に衝突すると、それらに力が発生し、刃が回転します。この機械的エネルギーは、電力を生成するために使用されます。
要約すると、貯水池に保存されているエネルギーは、水の高さのためにポテンシャルエネルギーです。ペンストックでは、水が速度を獲得するにつれて、ポテンシャルエネルギーが運動エネルギーに変換されます。最後に、タービンでは、流れる水の運動エネルギーが機械的エネルギーに変換され、電力を生成するために使用されます。
