Dit word gegenereer deur die krag van bewegende water, gewoonlik van strome, riviere of mere, te gebruik om turbines te draai wat elektriese kragopwekkers aktiveer.
Hierdie energie word wyd oor die wêreld gebruik vir grootskaalse kragopwekking.

Reservoir (of skut) hidroëlektriese kragsentrales :
Hierdie plante is toegerus met 'n dam en 'n reservoir om water op te gaar. Water word deur middel van penstokke uit die reservoir vrygestel om die turbines te draai en elektrisiteit op te wek. Reservoirkragsentrales kan groot wees en het gewoonlik 'n groot waterbergingskapasiteit, wat hulle in staat stel om elektrisiteitsproduksie volgens vraag te reguleer.

Loop-van-rivier hidro-elektriese kragsentrales :
Anders as reservoirkragsentrales, het stroomkragsentrales nie damme of reservoirs nie. Hulle benut eenvoudig die natuurlike vloei van strome of riviere om turbines te draai en elektrisiteit op te wek. Hierdie aanlegte is oor die algemeen kleiner en is afhanklik van hidrologiese toestande vir hul elektrisiteitsproduksie.

Gepompte hidro-elektriese kragsentrales :
Gepompte opgaarkragsentrales is ontwerp om energie te stoor met twee tenks, 'n boonste tenk en 'n onderste tenk. Gedurende periodes van lae vraag na elektrisiteit word water vanaf die onderste reservoir na die boonste reservoir gepomp om potensiële energie te stoor. Wanneer die vraag na elektrisiteit hoog is, word water uit die boonste tenk vrygestel om die turbines te draai en elektrisiteit op te wek.

Mikro-hidrokragaanlegte :
Mikro-hidrokragaanlegte is klein hidro-elektriese installasies oor die algemeen met 'n kapasiteit van minder as 100 kW. Dit kan op klein strome of riviere geïnstalleer word, dikwels vir plaaslike doeleindes, soos die verskaffing van elektrisiteit aan afgeleë gemeenskappe of industriële terreine.

Mini-hidro plante :
Mini-hidro-aanlegte het 'n effens hoër opwekkingskapasiteit as mikrokragsentrales, gewoonlik tot 'n paar megawatt. Hulle word dikwels gebruik om klein dorpies, nywerhede of afgeleë landelike gebiede aan te dryf.

Swaartekrag-gevoed kragsentrales trek voordeel uit die vloei van water en 'n verskil in vlak. Hulle kan geklassifiseer word volgens die turbinevloei en hul kophoogte. Daar is drie soorte swaartekrag-gevoed kragsentrales (hier gelys in volgorde van belangrikheid in die waterkragmengsel) :

- Rivierloopkragsentrales gebruik die vloei van 'n rivier en verskaf basislading-energie wat "rivierloop" geproduseer word en onmiddellik in die rooster ingespuit word. Hulle benodig eenvoudige ontwikkelings wat baie goedkoper is as hoër kragsentrales : klein afleidingstrukture, klein damme wat gebruik word om die beskikbare vloei van die rivier na die kragsentrale af te lei, moontlik 'n klein reservoir wanneer die riviervloei te laag is (leegmaak konstant (2) minder as 2 uur). Hulle bestaan gewoonlik uit 'n waterinname, 'n tonnel of 'n kanaal, gevolg deur 'n penstok en 'n hidroëlektriese aanleg aan die oewer van die rivier. Die laedrukval(3) in die tonnel of kanaal laat die water toe om hoogte te kry in verhouding tot die rivier en dus potensiële energie te verkry;
- sluit kragsentrales in groot riviere met 'n relatief steil helling soos die Ryn of die Rhône, damme op die rivier of op 'n kanaal parallel met die rivier veroorsaak 'n reeks ontwaterde watervalle wat nie die vallei as geheel versteur nie danksy dyke parallel met die rivier. Die hidroëlektriese aanlegte wat aan die voet van die damme geplaas is, turbine die water van die rivier. Noukeurige bestuur van die water wat tussen twee damme gestoor word, maak dit moontlik om piekenergie bykomend tot basislading te verskaf;
- Meerkragsentrales (of hoëkopkragsentrales) word ook geassosieer met 'n waterreservoir wat deur 'n dam geskep word. Hul groot reservoir (leegmaakkonstante van meer as 200 uur) laat seisoenale waterberging en modulasie van elektrisiteitsproduksie toe : meerkragsentrales word gedurende die ure van hoogste verbruik genoem en maak dit moontlik om op pieke te reageer. Daar is baie van hulle in Frankryk. Die plant kan aan die voet van die dam of baie laer geleë wees. In hierdie geval word die water oorgedra deur tonnels in beheer van die meer na die ingang van die kragstasie.

Gepompte energie-oordragstasies het twee wasbakke, 'n boonste wasbak (byvoorbeeld 'n hoë-hoogte meer) en 'n onderste wasbak (bv. 'n kunsmatige reservoir) waartussen 'n omkeerbare toestel geplaas word wat kan funksioneer as 'n pomp of turbine vir die hidrouliese deel en as 'n motor of alternator vir die elektriese deel.

Die water in die boonste wasbak word geturbineer gedurende periodes van groot aanvraag om elektrisiteit te produseer. Dan word hierdie water vanaf die onderste wasbak na die boonste wasbak gepomp in periodes waarin energie goedkoop is, ensovoorts. Hierdie aanlegte word nie beskou as energie uit hernubare bronne nie, aangesien hulle elektrisiteit verbruik om turbinewater op te bring.
Dit is energiebergingsfasiliteite.
Hulle gryp gereeld in vir korttermyningrypings op versoek van die netwerk en as laaste uitweg (na ander hidroëlektriese kragsentrales) vir langer ingrypings, veral as gevolg van die koste van die water wat opgehef moet word. Die doeltreffendheid tussen die geproduseerde energie en die energie wat verbruik word, is in die orde van 70% tot 80%.
Die werking is winsgewend wanneer die verskil in elektrisiteitspryse tussen spitstye (die aankoop van laekoste-elektrisiteit) en spitstye (die verkoop van duur elektrisiteit) beduidend is.

Waterkragaanlegte bestaan uit 2 hoof eenhede :

- 'n reservoir of 'n waterinname (in die geval van rivierloopkragsentrales) wat dit moontlik maak om 'n waterval te skep, gewoonlik met 'n opgaartenk sodat die kragsentrale aanhou werk, selfs gedurende periodes van lae water.

- 'n Gegrawe afleidingskanaal kan gebruik word om oortollige water wat lateraal by 'n damdam aankom, af te lei. Met 'n storting kan die vloede van die rivier sonder gevaar vir die strukture verbygaan;
die kragsentrale, ook 'n fabriek genoem, waarmee die waterval gebruik kan word om die turbines aan te dryf en dan 'n alternator aan te dryf.

Verreweg die algemeenste is damme van grondwal of riprap wat in steengroewe verkry word deur te blaas. Die waterdigting staan sentraal (klei of bitumineuse beton) of op die stroomopwaartse oppervlak (sementbeton of bitumineuse beton). Hierdie tipe dam pas by 'n wye verskeidenheid geologieë aan;
swaartekragdamme wat eers in messelwerk gebou is, daarna in beton en meer onlangs in beton gekompakteer met 'n BCR-roller) wat aansienlike besparings in tyd en geld moontlik maak. Die fondamentrots moet van goeie gehalte wees;
die betonboogdamme wat aangepas is vir relatief smal valleie en waarvan die oewers van goeie gehalte rots gemaak is. Die subtiliteit van hul vorms maak dit moontlik om die hoeveelheid beton te verminder en ekonomiese damme te bou;
Die multiboog- en steundamme word nie meer gebou nie. BCR-swaartekragdamme vervang dit.

Die aanlegte is toegerus met turbines wat die energie van die watervloei in 'n meganiese rotasie omskep om alternators aan te dryf.

Die tipe turbine wat gebruik word, hang af van die hoogte van die waterval :
- vir baie lae kophoogtes (1 tot 30 meter) kan gloeilampturbines gebruik word;
- vir lae kopvalle (5 tot 50 meter) en hoë vloeitempo's word die Kaplan-turbine verkies : sy lemme is stuurbaar, wat dit moontlik maak om die krag van die turbine op die kophoogte aan te pas terwyl goeie doeltreffendheid gehandhaaf word;
- die Francis-turbine word gebruik vir medium koppe (40 tot 600 meter) en medium vloei. Water kom deur die periferie van die lemme en word in die middel daarvan ontslaan;
- die Peltonturbine is geskik vir hoë val (200 tot 1 800 meter) en lae vloei. Dit ontvang water onder baie hoë druk via 'n inspuiter (dinamiese impak van die water op die emmer).

Vir klein waterkragaanlegte vergemaklik laekoste (en minder doeltreffende) turbines en eenvoudige konsepte die installering van klein eenhede.

Koste-effektiwiteit en voorspelbaarheid van produksie

Die bou van damme word gekenmerk deur beleggings wat des te hoër die hoogte van die val en hoe groter die vallei is.
Hierdie kapitaaluitgawes verskil baie, afhangende van die kenmerke van die ontwikkeling en die bykomende uitgawes wat verband hou met sosiale en omgewingsbeperkings, veral die koste van die onteiende grond.
Die ekonomiese voordele verbonde aan die modulasievermoë van elektrisiteitsproduksie maak dit moontlik om hierdie beleggings winsgewend te maak omdat die waterhulpbron gratis is en onderhoudskoste verlaag word.

Waterkrag maak dit moontlik om in die behoeftes van die aanpassing van elektrisiteitsproduksie te voorsien, veral deur water in groot reservoirs deur middel van damme of dyke te stoor.
Die jaarlikse skommelinge in waterkragproduksie is egter beduidend. Hulle hou hoofsaaklik verband met reënval. Produksie kan met 15% toeneem in jare wanneer waterbronne hoog is en met 30% afneem in jare van groot droogte.

Waterkrag word soms gekritiseer omdat dit bevolkingsverplasings veroorsaak, met riviere en strome wat bevoorregte plekke is om behuising op te rig.
Die Three Gorges Dam in China het byvoorbeeld byna twee miljoen mense verplaas. As gevolg van gewysigde waterregulering, kan ekosisteme stroomop en stroomaf van damme versteur word (insluitend die migrasie van akwatiese spesies), hoewel toestelle soos visweë geïnstalleer word.

Meting van hidroëlektriese krag

Die krag van 'n waterkragaanleg kan bereken word deur die volgende formule :

P = Q.ρ.H.g.r

Met :

• P : krag (uitgedruk in W)
  


• V : gemiddelde vloei gemeet in kubieke meter per sekonde
  


• ρ : digtheid van die water, d.w.s. 1 000 kg/m3
  


• H : valhoogte in meter
  


• g : swaartekrag konstant, d.w.s. byna 9,8 (m/s2)
  


• A : Plantdoeltreffendheid (tussen 0,6 en 0,9)
  

Wêreldwyd :

waterkrag het in 2018 byna 15,8% van die wêreldwye elektrisiteitsproduksie uitgemaak (met 'n jaarlikse produksie van ongeveer 4 193 TWh);
'n dosyn lande, waaronder vier in Europa, produseer meer as die helfte van hul elektrisiteit uit waterkrag. Noorweë lei die voortou, gevolg deur Brasilië, Colombia, Ysland, Venezuela, Kanada, Oostenryk, Nieu-Seeland en Switserland.