Generira se korištenjem sile pokretne vode, obično iz potoka, rijeka ili jezera, za okretanje turbina koje aktiviraju električne generatore.
Ova energija se široko koristi širom sveta za proizvodnju električne energije velikih razmera.

Rezervoar (ili zaplijena) hidroelektrana :
Ove biljke su opremljene branom i rezervoarom za skladištenje vode. Voda se oslobađa iz rezervoara kroz penstocks za okretanje turbina i proizvodnju električne energije. Akumulacione elektrane mogu biti velike veličine i obično imaju veliki kapacitet skladištenja vode, što im omogućava da regulišu proizvodnju električne energije prema potražnji.

Hidroelektrane na rijeci :
Za razliku od akumulacionih elektrana, obične rečne elektrane nemaju brane ili rezervoare. Oni jednostavno iskorištavaju prirodni tok potoka ili rijeka za pretvaranje turbina i proizvodnju električne energije. Ove elektrane su uglavnom manje veličine i zavise od hidroloških uslova za proizvodnju električne energije.

Hidroelektrane sa pumpama :
Pumpne skladišne elektrane su dizajnirane za skladištenje energije pomoću dva rezervoara, gornjeg rezervoara i donjeg rezervoara. Tokom perioda niske potražnje za električnom energijom, voda se pumpa iz donjeg rezervoara u gornji rezervoar za skladištenje potencijalne energije. Kada je potražnja za električnom energijom velika, voda se oslobađa iz gornjeg rezervoara kako bi se turbine zavrtile i proizvela električna energija.

Mikrohidrocentrale :
Mikrohidroelektrane su male hidroelektrane uglavnom sa kapacitetom manjim od 100 kW. Mogu se instalirati na malim potocima ili rijekama, često u lokalne svrhe, kao što je snabdijevanje električnom energijom udaljenih zajednica ili industrijskih lokacija.

Mini-hidroelektrane :
Mini-hidroelektrane imaju nešto veći proizvodni kapacitet od mikroelektrana, obično do nekoliko megavata. Često se koriste za napajanje malih gradova, industrija ili udaljenih ruralnih područja.

Gravitacione elektrane koriste prednosti protoka vode i razlike u nivou. Mogu se klasifikovati prema protoku turbine i visini glave. Postoje tri vrste gravitacijskih elektrana (ovdje navedene po značaju u hidroenergetskom miksu) :

- Obične riječne elektrane koriste tok rijeke i pružaju energiju osnovnog opterećenja proizvedenu "run-of-river" i ubrizgavaju se odmah u mrežu. Oni zahtevaju jednostavan razvoj koji je mnogo jeftiniji od viših elektrana : male diverzije strukture, male brane koje se koriste za preusmeravanje raspoloživog toka iz reke u elektranu, eventualno mali rezervoar kada je tok reke prenizak (pražnjenje konstantno(2) manje od 2 sata). Obično se sastoje od usisnika vode, tunela ili kanala, zatim penstocka i hidroelektrane koja se nalazi na obali rijeke. Pad niskog pritiska(3) u tunelu ili kanalu omogućava vodi da dobije visinu u odnosu na rijeku i stoga da dobije potencijalnu energiju;
- zaključati elektrane u velikim rijekama s relativno strmom padinom kao što su Rajna ili Rona, brane na rijeci ili na kanalu paralelnom s rijekom uzrokuju niz dekametrijskih vodopada koji ne remete dolinu u cjelini zahvaljujući nasipima paralelnim s rijekom. Hidroelektrane postavljene u podnožju brana turbina voda rijeke. Pažljivo upravljanje vodom koja se skladišti između dve brane omogućava da se obezbedi maksimalna energija pored osnovnog opterećenja;
Jezersko-elektrane (ili elektrane sa visokim glavama) su takođe povezane sa rezervoarom vode koji stvara brana. Njihov veliki rezervoar (konstanta pražnjenja od više od 200 sati) omogućava sezonsko skladištenje vode i modulaciju proizvodnje električne energije : jezerske elektrane se pozivaju tokom sati najveće potrošnje i omogućavaju reagovanje na vrhove. Ima ih dosta u Francuskoj. Biljka se može nalaziti u podnožju brane ili mnogo niže. U ovom slučaju, voda se prenosi kroz tunele zadužene za jezero do ulaza u elektranu.

Pumpane stanice za prenos energije imaju dva bazena, gornji bazen (npr. jezero na velikoj nadmorskoj visini) i donji bazen (npr. veštački rezervoar) između kojih se postavlja reverzibilni uređaj koji može da funkcioniše kao pumpa ili turbina za hidraulični deo i kao motor ili alternator za električni deo.

Voda u gornjem bazenu je turbina tokom perioda velike potražnje za proizvodnjom električne energije. Zatim, ova voda se pumpa iz donjeg bazena u gornji bazen u periodima kada je energija jeftina, i tako dalje. Smatra se da ove elektrane ne proizvode energiju iz obnovljivih izvora, jer troše električnu energiju za podizanje turbine vode.
Ovo su postrojenja za skladištenje energije.
Oni često intervenišu za kratkoročne intervencije na zahtev mreže i kao poslednje sredstvo (posle drugih hidroelektrana) za duže intervencije, posebno zbog troškova podizanja vode. Efikasnost između proizvedene energije i potrošene energije je od 70% do 80%.
Operacija je profitabilna kada je značajna razlika u cenama električne energije između perioda van špica (kupovina jeftine električne energije) i vršnih perioda (prodaja električne energije visoke cene).

Hidroelektrane se sastoje od 2 glavne jedinice :

- rezervoar ili unos vode (u slučaju običnih riječnih elektrana) koji omogućava stvaranje vodopada, obično sa rezervoarom za skladištenje tako da elektrana nastavi da radi, čak i u periodima niske vode.

- Iskopani kanal za preusmjeravanje viška vode koja dolazi bočno u bransko jezero. Preliv omogućava da poplave rijeke prođu bez opasnosti po objekte;
elektrana, koja se naziva i tvornica, koja omogucava da se vodopad koristi za pogon turbina , a zatim za pogon alternatora.

Daleko najčešće su brane napravljene od zemljanog nasipa ili riprapa dobivene u kamenolomima miniranjem. Hidroizolacija je centralna (glina ili bituminozni beton) ili na uzvodnoj površini (cementni beton ili bituminozni beton). Ova vrsta brane prilagođava se širokom spektru geologija;
gravitacione brane izgrađene prvo u zidarstvu, zatim u betonu i odnedavno u betonu zbijenom BCR valjkom) što omogućava značajne uštede u vremenu i novcu. Kamen temeljac mora biti dobrog kvaliteta;
betonske lučne brane prilagođene relativno uskim dolinama i čije su obale izrađene od kvalitetnih stijena. Suptilnost njihovih oblika omogućava smanjenje količine betona i izgradnju ekonomičnih brana;
Multi-lučne i potporne brane više nisu izgrađene. BCR gravitacione brane ih zamenjuju.

Postrojenja su opremljena turbinama koje energiju protoka vode pretvaraju u mehaničku rotaciju kako bi pokretale alternatore.

Vrsta turbine koja se koristi zavisi od visine vodopada :
- za vrlo niske visine glave (1 do 30 metara), mogu se koristiti lukovice turbine;
- za niske padove glava (5 do 50 metara) i visoke brzine protoka, preferira se turbina Kaplan : njene oštrice su upravljive, što omogućava podešavanje snage turbine na visinu glave uz održavanje dobre efikasnosti;
- Francis turbina se koristi za srednje glave (40 do 600 metara) i srednji protok. Voda ulazi kroz periferiju oštrica i ispušta se u njihov centar;
- Pelton turbina je pogodna za visoke padove (200 do 1.800 metara) i nizak protok. Prima vodu pod veoma visokim pritiskom preko injektora (dinamički uticaj vode na kantu).

Za male hidroelektrane, jeftine (i manje efikasne) turbine i jednostavni koncepti olakšavaju ugradnju malih jedinica.

Ekonomičnost i predvi

DVI

"Digital Visual Interface" (DVI) ili Digital Video Interface je izumio Digital Display Working Group (DDWG). To je digitalna veza koja se koristi za povezivanje grafičke kartice sa ekranom.
To je samo prednost (u odnosu na VGA) na ekranima gdje su pikseli fizički odvojeni. DVI link stoga značajno poboljšava kvalitet ekrana u odnosu na VGA vezu sa :

dljivost proizvodnje

Izgradnju brana karakterišu investicije koje su utoliko veće visine pada i šire doline.
Ovi kapitalni izdaci se u velikoj meri razlikuju u zavisnosti od karakteristika razvoja i pomoćnih troškova vezanih za socijalna i ekološka ograničenja, posebno troškova eksproprisanog zemljišta.
Ekonomske prednosti povezane sa modulacionim kapacitetom proizvodnje električne energije omogućavaju da se ove investicije učine profitabilnim jer je vodni resurs besplatan i troškovi održavanja su smanjeni.

Hidroenergija omogućava zadovoljavanje potreba prilagođavanja proizvodnje električne energije, posebno skladištenjem vode u velikim rezervoarima pomoću brana ili nasipa.
Međutim, godišnje fluktuacije u proizvodnji hidroenergije su značajne. Najčešće se odnosi na padavine. Proizvodnja se može povećati za 15% u godinama kada su vodni resursi visoki i smanjeni za 30% u godinama velike suše.

Hidroenergija se ponekad kritikuje zbog izazivanja raseljavanja stanovništva, a rijeke i potoci su privilegovana mjesta za postavljanje stambenih objekata.
Na primer, brana Tri klisure u Kini raselila je skoro dva miliona ljudi. Zbog modificirane regulacije vode, ekosistemi uzvodno i nizvodno od brana mogu biti poremećeni (uključujući migraciju vodenih vrsta), iako su instalirani uređaji kao što su riblji putevi.

Mjerenje hidroelektrane

Snaga hidroelektrane može se izračunati sljedećom formulom :

P = Q.ρ.H.g.r

Sa :

• P : Snaga (izražena u W)
  


• P : Prosječan protok mjeren u kubnim metrima u sekundi
  


• ρ : gustoca vode, odnosno 1 000 kg/m3
  


• Oznaka : visina u metrima
  


• g : gravitaciona konstanta, odnosno skoro 9,8 (m/s2)
  


• O : Efikasnost postrojenja (između 0,6 i 0,9)
  

Širom svijeta :

hidroenergija je činila gotovo 15,8% globalne proizvodnje električne energije u 2018. godini (sa godišnjom proizvodnjom od oko 4.193 TWh);
Desetak zemalja, uključujući četiri u Evropi, proizvode više od polovine električne energije iz hidroenergije. Norveška prednjači, a slijede Brazil, Kolumbija, Island, Venecuela, Kanada, Austrija, Novi Zeland i Švicarska.