Sprawność elektrowni wodnej jest to stosunek mocy elektrycznej, oddawanej do sieci przez elektrownię, do mocy hydraulicznej, doprowadzanej w tej samej chwili do elektrowni

gdzie:      Pel — suma mocy na zaciskach generatorów lub na zaciskach transformatorów blokowych, w kW,
               Qel — suma przełyków turbin elektrowni, w m3/s;
               Hel — spad elektrowni, w m.

Wartość Pel odczytuje się z megawatomierza, Qel wyznacza się ze związków pomiędzy Pel i Qel , otrzymanych z uprzednio przeprowadzonych pomiarów turbin, a Hel wyznacza się jako różnicę rzędnych zwierciadeł wolnych górnej i dolnej wody elektrowni. Każda elektrownia wodna składa się z bloków energetycznych, utworzonych z elementów doprowadzających i przetwarzających energię i w każdym z tych elementów występują straty energii. Straty spadu na doprowadzeniu wody do turbiny w elektrowniach niskospadowych nazywa się stratami wlotowymi.  Występują one

  • przy napływie wody na wlot turbinowy,
  • w kratach i
  • we wlocie turbinowym.

Straty spadu na kanale doprowadzającym nie uwzględnia się, przyjęło się bowiem mierzyć stan górny wody na końcu kanału przed elektrownią. Sprawność doprowadzenia nazywa się sprawnością wlotu i oznacza przez ηw. Straty spadu na doprowadzeniu w elektrowniach średnio- i wysokospadowych występują w rurociągach i sztolniach, a sprawność tych elementów oznacza się przez ηr  i ηsz.
Sprawność generatora ηg oraz transformatora ηtr podają ich producenci. Sprawności bloku elektrowni wodnej można przedstawić jako iloczyn sprawności jego kolejnych elementów energetycznych:

 

  • dla bloku na rurociągu ciśnieniowym (sztolni)

ηbl  =  ηr ηsz ηt ηg ηtr

  • dla bloku niskospadowego

ηbl  =  ηw  ηt ηg ηtr

Znajomość współczynnika sprawności elektrowni przy wszystkich obciążeniach jest konieczna, umożliwia bowiem wyznaczenie obciążeń, przy których elektrownia osiąga najwyższą sprawność, a zatem najmniejsze zużycie wody na kilowatogodzinę. Wszystkie wykresy eksploatacyjne i charakterystyki elektrowni powinny być odniesione do spadu geometrycznego elektrowni, którego wysokość może być odczytywana na bieżąco.