Այն առաջանում է շարժվող ջրի ուժի միջոցով, սովորաբար հոսանքներից, գետերից կամ լճերից, պտտելով տուրբիններ, որոնք ակտիվացնում են էլեկտրական գեներատորները։
Այս էներգիան լայնորեն օգտագործվում է ամբողջ աշխարհում լայնամասշտաբ հզորություն ստանալու համար :

Ջրամբար (կամ իմպիչմենտ) հիդրոէլեկտրակայաններ.
Այս բույսերը ապահովված են ամբարտակով եւ ջրամբարով՝ ջուրը պահելու համար։ Ջրամբարից ջուրը դուրս է գալիս պենստոցների միջոցով տուրբինները շրջելու եւ էլեկտրականություն արտադրելու համար : Ջրամբարի էլեկտրակայանները կարող են մեծ լինել չափերով եւ սովորաբար ունեն ջրի մեծ պաշարներ, ինչը թույլ է տալիս կարգավորել էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը ըստ պահանջարկի :

Գետային հիդրոէլեկտրակայանների վազքը.
Ի տարբերություն ջրամբարի էլեկտրակայանների՝ հոսող գետային էլեկտրակայանները չունեն ամբարտակներ կամ ջրամբարներ։ Նրանք պարզապես շահագործում են հոսանքների կամ գետերի բնական հոսքը, որպեսզի շրջեն տուրբինները եւ էլեկտրականություն արտադրեն։ Այս բույսերը հիմնականում ավելի փոքր չափեր ունեն եւ կախված են իրենց էլեկտրականության արտադրության հիդրոլոգիական պայմաններից։

Պոմպային պահեստային հիդրոէլեկտրակայաններ.
Պոմպային պահեստային էլեկտրակայանները նախատեսված են էներգիան պահելու համար՝ օգտագործելով երկու բաք, վերեւի բաք եւ ստորին բաք։ Էլեկտրականության ցածր պահանջարկի ժամանակահատվածում ջուրը ստորին ջրամբարից դուրս է մղվում դեպի վերին ջրամբար՝ պոտենցիալ էներգիան պահելու համար : Երբ էլեկտրականության պահանջարկը բարձր է, ջուրը դուրս է գալիս վերեւի բաքից՝ տուրբինները պտտելու եւ էլեկտրականություն արտադրելու համար։

Միկրոօդերեւութաբանական բույսեր.
Միկրոէլեկտրակայանները փոքր հիդրոէլեկտրակայաններ են, ընդհանուր առմամբ, 100 կՎտ-ից պակաս հզորությամբ : Դրանք կարող են տեղադրվել փոքր հոսքերի կամ գետերի վրա, հաճախ տեղական նպատակներով, օրինակ՝ հեռավոր համայնքներին կամ արդյունաբերական վայրերին էլեկտրականություն մատակարարելու համար։

Մինի-հիդրո բույսեր.
Մինի-հիդրո բույսերը ունեն մի փոքր ավելի բարձր արտադրողականություն, քան միկրոէլեկտրակայանները, սովորաբար մինչեւ մի քանի մեգավատտ։ Դրանք հաճախ օգտագործվում են փոքր քաղաքների, արդյունաբերության կամ հեռավոր գյուղական տարածքների հզորության համար։

Գրավիտացիոն սնուցմամբ աշխատող էլեկտրակայանները օգտվում են ջրի հոսքից եւ մակարդակի տարբերությունից : Դրանք կարելի է դասակարգել ըստ տուրբինային հոսքի եւ նրանց գլխի բարձրության : Գոյություն ունեն ձգողությամբ սնվող երեք տիպի էլեկտրակայաններ (թվարկված են այստեղ՝ հիդրոէներգետիկ խառնուրդում կարեւորության կարգով).

- Վազող-գետային էլեկտրակայաններն օգտագործում են գետի հոսքը եւ ապահովում են «գետից հոսող» եւ անմիջապես ներարկվող բազիսային էներգիան : Դրանք պահանջում են պարզ զարգացումներ, որոնք շատ ավելի թանկ են, քան ավելի բարձր էլեկտրակայանները. փոքր շեղման կառույցներ, փոքր ամբարտակներ, որոնք օգտագործվում են գետից դեպի էլեկտրակայան առկա հոսքը շեղելու համար, հավանաբար փոքր ջրամբար, երբ գետի հոսքը չափազանց ցածր է (դատարկում է մշտական (2) ավելի քիչ, քան 2 ժամ) : Սովորաբար դրանք բաղկացած են ջրային ներհունից, թունելից կամ ջրանցքից, որին հաջորդում է պենստոկը եւ հիդրոէլեկտրակայանը, որը գտնվում է գետի ափին։ թունելի կամ ջրանցքի ցածր ճնշման իջեցումը(3) թույլ է տալիս ջրին ստանալ բարձրություն գետի հետ կապված, հետեւաբար՝ ձեռք բերել պոտենցիալ էներգիա;
- կողպեք էլեկտրակայանները մեծ գետերի վրա համեմատաբար զառիթափ լանջով, ինչպիսիք են Rhine կամ Rhone, գետի վրա կամ գետին զուգահեռ ջրանցքի վրա գտնվող ամբարտակները առաջացնում են մի շարք դետերմինալ ջրվեժներ, որոնք չեն խանգարում հովիտը որպես ամբողջություն շնորհիվ գետին զուգահեռ դիկների : Ամբարտակների ստորոտում տեղադրված հիդրոէլեկտրական բույսերը տուրբինում են գետի ջուրը : Երկու ամբարտակների միջեւ կուտակված ջրի մանրակրկիտ կառավարումը հնարավորություն է տալիս ապահովել առավելագույն էներգիա, բացի բազային բեռնվածությունից;
- լճային էլեկտրակայանները (կամ բարձրավզակայանները) նույնպես կապված են ամբարտակի կողմից ստեղծված ջրային ռեսուրսի հետ : Դրանց մեծ պաշարները (դատարկելով ավելի քան 200 ժամ) թույլ են տալիս սեզոնային ջրի պահպանում եւ էլեկտրականության արտադրության մոդուլացում. լճի էլեկտրակայանները կոչվում են ամենաբարձր սպառման ժամերի ընթացքում եւ հնարավորություն են տալիս արձագանքել գագաթներին : Նրանցից շատերը Ֆրանսիայում են ։ Բույսը կարող է գտնվել ամբարտակի ստորոտում կամ շատ ավելի ցածր։ Այս դեպքում ջուրը լճի պատասխանատու թունելների միջոցով տեղափոխվում է էլեկտրակայանի մուտքի մոտ :

Պոմպային էներգիայի փոխադրման կայաններն ունեն երկու ավազան, վերին ավազան (օրինակ՝ բարձրադիր լիճ) եւ ստորին ավազան (օրինակ՝ արհեստական ջրամբար), որոնց միջեւ տեղադրվում է հակադարձող սարք, որը կարող է աշխատել որպես պոմպ կամ տուրբին հիդրավլիկ մասի համար եւ որպես շարժիչ կամ փոխարկիչ էլեկտրական մասի համար։

Վերին ավազանի ջուրը տուրբինացվում է էլեկտրականություն արտադրելու բարձր պահանջարկի ժամանակահատվածում : Հետո այս ջուրը ստորին ավազանից դեպի վերին ավազան է հոսում այն ժամանակահատվածներում, երբ էներգիան էժան է եւ այլն : Այս բույսերը չեն համարվում վերականգնվող աղբյուրներից էներգիա արտադրելու համար, քանի որ սպառում են էլեկտրականություն՝ տուրբինային ջուր բերելու համար։
Սրանք էներգիայի պահեստներ են։
Նրանք հաճախ են միջամտում կարճաժամկետ միջամտությունների համար ցանցի խնդրանքով եւ որպես վերջին միջոց (այլ հիդրոէլեկտրակայաններից հետո) ավելի երկար միջամտություններ կատարելու համար, մասնավորապես, ջրի ծախսի պատճառով, որը պետք է բարձրացվի : Արտադրվող էներգիայի եւ սպառվող էներգիայի միջեւ արդյունավետությունը 70% - 80% կարգում է :
Գործողությունը շահավետ է, երբ էլեկտրականության գների տարբերությունը ոչ պիկ ժամանակաշրջանների միջեւ (ցածր գնով էլեկտրաէներգիա գնելը) եւ առավելագույն ժամանակահատվածները (բարձր գնով էլեկտրաէներգիա վաճառելը) զգալի է :

Հիդրոօդերեւութաբանական բույսերը կազմված են 2 հիմնական միավորներից.

- ջրամբար կամ ջրօգտագործում (գետային էլեկտրակայանների հոսքի դեպքում), որի շնորհիվ հնարավոր է դառնում ջրաչափի ստեղծում, սովորաբար պահեստային բաքով, այնպես, որ էլեկտրակայանը շարունակի աշխատել, նույնիսկ ցածր ջրի ժամանակահատվածում :

- Փորված շեղման ալիքը կարող է օգտագործվել հետագայում ամբարտակի լճակի վրա եկող ավելորդ ջուրը շեղելու համար : Հեղեղը թույլ է տալիս գետի հեղեղումները անցնել առանց կառույցներին վտանգի.
էլեկտրակայանը, որը կոչվում է նաեւ գործարան, թույլ է տալիս ջրաչափը վարել տուրբինները, այնուհետեւ վարել ալտերնատոր :

Մինչ օրս ամենից հաճախ լինում են ամբարտակներ, որոնք պատրաստված են երկրի ծանծաղատներից կամ քարհանքներից, որոնք ձեռք են բերվել պայթյունի հետեւանքով։ Ջրակայուն է կենտրոնական (կավե կամ բիտումային բետոն) կամ վերին հոսանքի մակերեւույթի վրա (ցեմենտային բետոն կամ բիտումային բետոն) : Ամբարտակի այս տեսակը հարմարվում է երկրաբանության լայն տեսականիին;
ձգողականության ամբարտակներ, որոնք կառուցվել են նախ մասոններում, ապա բետոնով, իսկ վերջերս՝ BCR roller-ով սեղմված բետոնով), ինչը թույլ է տալիս ժամանակի եւ փողի մեջ զգալի խնայողություններ կատարել : Հիմքի ժայռը պետք է լինի լավ որակի,
բետոնե կամարաձեւ ամբարտակներ, որոնք հարմարեցված են համեմատաբար նեղ հովիտներին եւ որոնց ափերը պատրաստված են լավ որակի ժայռից : Նրանց ձեւերի աննկատությունը հնարավորություն է տալիս նվազեցնել բետոնի քանակը եւ կառուցել տնտեսող ամբարտակներ;
բազմահարկ եւ ամբարտակներ այլեւս չեն կառուցվում : BCR ձգողականության ամբարտակները փոխարինում են դրանք :

Բույսերը օժտված են տուրբիններով, որոնք ջրի հոսքի էներգիան փոխակերպում են մեխանիկական պտույտի՝ ալտերնատորներ վարելու համար։

Օգտագործվող տուրբինի տեսակը կախված է ջրվեժի բարձրությունից.
- գլխի շատ ցածր բարձրությունների դեպքում (1-30 մետր) կարելի է օգտագործել լամպի տուրբիններ;
- գլխապտույտի ցածր (5-50 մետր) եւ բարձր հոսքի ցուցանիշների համար նախընտրելի է Kaplan տուրբինը. նրա սայրերը ղեկային են, ինչի շնորհիվ հնարավոր է դարձնում տուրբինի հզորությունը գլխի բարձրության վրա ուղղելը՝ միեւնույն ժամանակ պահպանելով լավ արդյունավետությունը,
- Ֆրանցիսկյան տուրբինն օգտագործվում է միջին գլխով (40-600 մետր) եւ միջին հոսքի համար : Ջուրը մտնում է սայրերի շրջակայքով եւ դուրս է գալիս դրանց կենտրոնում;
- Պելտոնի տուրբինը հարմար է բարձր ջրվեժների (200-1800 մետր) եւ ցածր հոսքի համար : Ջուրը ստանում է շատ բարձր ճնշման տակ ներարկիչի միջոցով (ջրի դինամիկ ազդեցությունը դույլի վրա)։

Փոքր հիդրոէներգիայի բույսերի համար ցածր ծախսային (եւ քիչ արդյունավետ) տուրբինները եւ պարզ հասկացությունները հեշտացնում են փոքր միավորների տեղադրումը :

Արտադրության ծախսերի արդյունավետությունը եւ կանխատեսելիությունը

Ամբարտակների կառուցումը բնութագրվում է ներդրումներով, որոնք բոլորն էլ ավելի բարձր են անկման բարձրությունից, իսկ ավելի լայն՝ հովիտը :
Այս կապիտալ ծախսերը մեծապես տարբերվում են՝ կախված զարգացման առանձնահատկություններից եւ սոցիալական եւ շրջակա միջավայրի սահմանափակումների հետ կապված օժանդակ ծախսերից, մասնավորապես, արտաբյուջետային հողերի ծախսերից :
Էլեկտրաէներգիայի արտադրության մոդուլացման կարողության հետ կապված տնտեսական առավելությունները հնարավորություն են տալիս այդ ներդրումները դարձնել շահավետ, քանի որ ջրային ռեսուրսը անվճար է, իսկ սպասարկման ծախսերը՝ նվազեցվում են :

Հիդրոէներգետիկան հնարավորություն է տալիս բավարարելու էլեկտրաէներգիայի արտադրության կարգավորման կարիքները, մասնավորապես՝ մեծ ջրամբարներում ջուրը պահելով ամբարտակների կամ դիկիների միջոցով :
Սակայն հիդրոէներգիայի արտադրության տարեկան տատանումները զգալի են։ Դրանք հիմնականում կապված են անձրեւների հետ։ Արդյունահանումը կարող է աճել 15% -ով այն տարիներին, երբ ջրային ռեսուրսները բարձր են եւ մեծ երաշտի տարիների ընթացքում նվազում են 30% -ով :

Ջրաէլեկտրակայանները երբեմն քննադատվում են բնակչության տարհանման պատճառ դառնալու համար։ Գետերն ու վտակները սեփականաշնորհված վայրեր են՝ բնակարան հիմնելու համար։
Օրինակ՝ Չինաստանում «Երեք Gorges» ամբարտակը տեղահան է արել մոտ երկու միլիոն մարդու։ Ջրի փոփոխված կանոնակարգման պատճառով ամբարտակների վերին եւ ստորին հոսանքների էկոհամակարգերը կարող են խախտվել (ներառյալ ջրային տեսակների միգրացիան), թեեւ տեղադրված են այնպիսի սարքեր, ինչպիսիք են ձկնորսական ուղիները։

Հիդրոէներգետիկայի չափում

Հիդրոէներգիայի հզորությունը կարելի է հաշվարկել հետեւյալ բանաձեւով.

Պ = Q.ρ.H.g.r

Հետ.

• P : ուժ (արտահայտվում է W-ում)
  


• Q : միջին հոսքը մեկ վայրկյանում չափվում է խորանարդ մետրով
  


• ρ : Ջրի խտությունը, այսինքն՝ 1 000 կգ/մ3
  


• Հ. ընկնելու բարձրությունը մետրում
  


• ժ. ձգողականությունը հաստատուն է, այսինքն՝ մոտ 9,8 (մ/ս2)
  


• A. Բույսերի արդյունավետությունը (0.6-ից մինչեւ 0.9 միջակայքում)
  

Աշխարհաբար.

հիդրոէներգետիկան 2018թ. կազմել է համաշխարհային էլեկտրաէներգիայի արտադրության մոտ 15,8% (տարեկան արտադրությունը կազմել է մոտ 4193 ՏՎտ),
տասնյակ երկրներ, այդ թվում՝ չորսը Եվրոպայում, իրենց էլեկտրականության կեսից ավելին ստանում են ջրածնից : Ճանապարհը ղեկավարում է Նորվեգիան, որին հաջորդում են Բրազիլիան, Կոլումբիան, Իսլանդիան, Վենեսուելան, Կանադան, Ավստրիան, Նոր Զելանդիան եւ Շվեյցարիան :