일반적으로 개울, 강 또는 호수에서 움직이는 물의 힘을 사용하여 발전기를 활성화하는 터빈을 회전시켜 생성됩니다.
이 에너지는 전 세계적으로 대규모 발전에 널리 사용됩니다.

저수지(또는 저수지) 수력 발전소 :
이 식물에는 물을 저장하는 댐과 저수지가 있습니다. 물은 수압관을 통해 저수지에서 방출되어 터빈을 돌리고 전기를 생산합니다. 저수지 발전소는 규모가 클 수 있고 일반적으로 물 저장 용량이 커서 수요에 따라 전기 생산을 조절할 수 있습니다.

수로 수력 발전소 :
저수지 발전소와 달리 수로 발전소에는 댐이나 저수지가 없습니다. 그들은 단순히 개울이나 강의 자연스러운 흐름을 이용하여 터빈을 돌리고 전기를 생산합니다. 이 발전소는 일반적으로 크기가 작으며 전기 생산을 위한 수문학적 조건에 따라 달라집니다.

양수 저장 수력 발전소 :
양수 저장 발전소는 상부 탱크와 하부 탱크의 두 탱크를 사용하여 에너지를 저장하도록 설계되었습니다. 전력 수요가 낮은 기간 동안 물은 위치 에너지를 저장하기 위해 하부 저수지에서 상부 저수지로 펌핑됩니다. 전력 수요가 높을 때 상부 탱크에서 물을 방출하여 터빈을 회전시키고 전기를 생산합니다.

마이크로 수력 발전소 :
마이크로 수력 발전소는 일반적으로 용량이 100kW 미만인 소규모 수력 발전 설비입니다. 그들은 종종 외딴 지역 사회나 산업 현장에 전기를 공급하는 것과 같은 지역 목적을 위해 작은 개울이나 강에 설치할 수 있습니다.

미니 수력 발전소 :
미니 수력 발전소는 마이크로 발전소보다 약간 더 높은 발전 용량을 가지며 일반적으로 최대 몇 메가와트입니다. 그들은 종종 작은 마을, 산업 또는 외딴 시골 지역에 전력을 공급하는 데 사용됩니다.

중력 공급 발전소는 물의 흐름과 수위 차이를 이용합니다. 터빈 흐름과 헤드 높이에 따라 분류할 수 있습니다. 중력 공급 발전소에는 세 가지 유형이 있습니다(수력 발전 믹스에서 중요도 순으로 여기에 나열됨).

- 수로 발전소는 강의 흐름을 이용하고 "강으로 흐르는" 기저부하 에너지를 공급하여 전력망에 즉시 주입합니다. 그들은 더 높은 발전소보다 훨씬 저렴한 간단한 개발을 필요로합니다 : 작은 전환 구조, 강에서 발전소로 사용 가능한 흐름을 전환하는 데 사용되는 작은 댐, 강의 흐름이 너무 낮을 때 작은 저수지 (2 시간 미만 비우기). 그들은 일반적으로 취수구, 터널 또는 운하로 구성되며 강둑에 위치한 수문 및 수력 발전소가 뒤따릅니다. 터널이나 운하의 낮은 압력 강하(3)는 물이 강에 비해 높이를 높여 위치 에너지를 얻을 수 있도록 합니다.
- 라인 강이나 론 강과 같이 상대적으로 가파른 경사를 가진 큰 강의 발전소를 잠그고, 강이나 강과 평행 한 운하의 댐은 강과 평행 한 제방 덕분에 계곡 전체를 방해하지 않는 일련의 데카 미터 폭포를 유발합니다. 댐 기슭에 위치한 수력 발전소는 강물을 터빈으로 만듭니다. 두 댐 사이에 저장된 물을 세심하게 관리하면 기저 부하 외에 피크 에너지를 제공할 수 있습니다.
- 호수 발전소 (또는 하이 헤드 발전소)는 댐에 의해 생성 된 저수지와도 관련이 있습니다. 호수의 대형 저수지(200시간 이상의 비우기 상수)는 계절에 따라 물을 저장하고 전기 생산을 조절할 수 있습니다 : 호수 발전소는 전력 소비가 가장 많은 시간에 호출되어 피크에 대응할 수 있습니다. 프랑스에는 많은 사람들이 있습니다. 식물은 댐 기슭 또는 훨씬 더 낮은 곳에 위치할 수 있습니다. 이 경우 물은 호수를 담당하는 터널을 통해 발전소 입구로 전달됩니다.

양수 에너지 전송 스테이션에는 상부 유역(예 : 고지대 호수)과 하부 유역(예 : 인공 저수지)의 두 개의 유역이 있으며, 그 사이에는 유압 부품의 펌프 또는 터빈과 전기 부품의 모터 또는 교류 발전기로 작동할 수 있는 가역 장치가 배치됩니다.

상부 유역의 물은 전기를 생산하기 위해 수요가 많은 기간 동안 터빈으로 가동됩니다. 그런 다음 이 물은 에너지가 저렴한 기간에 하부 유역에서 상부 유역으로 펌핑됩니다. 이 발전소는 터빈 물을 끌어오기 위해 전기를 소비하기 때문에 재생 가능한 자원에서 에너지를 생산하는 것으로 간주되지 않습니다.
이들은 에너지 저장 시설입니다.
그들은 네트워크의 요청에 따라 단기 개입을 위해 자주 개입하고 특히 들어 올릴 물 비용 때문에 더 긴 개입을 위한 최후의 수단(다른 수력 발전소 이후)으로 개입합니다. 생산된 에너지와 소비된 에너지 사이의 효율은 70%에서 80% 정도입니다.
비수기(저가 전기 구매)와 피크 기간(고가 전기 판매) 간의 전기 가격 차이가 클 때 운영이 수익성이 있습니다.

수력 발전소는 2 개의 주요 단위로 구성됩니다.

- 저수지 또는 취수구(강이 흐르는 발전소의 경우)는 일반적으로 저장 탱크가 있는 폭포를 만들 수 있어 물이 적은 기간에도 발전소가 계속 작동할 수 있습니다.

- 파낸 전환 채널을 사용하여 측면으로 도착하는 과도한 물을 댐 연못으로 우회시킬 수 있습니다. 배수로는 강의 홍수가 구조물에 위험없이 통과 할 수 있도록합니다.
공장이라고도 하는 발전소는 폭포를 사용하여 터빈을 구동한 다음 교류 발전기를 구동할 수 있습니다.

지금까지 가장 빈번한 것은 발파로 채석장에서 얻은 흙 제방 또는 립랩으로 만든 댐입니다. 방수는 중앙 (점토 또는 역청 콘크리트) 또는 상류 표면 (시멘트 콘크리트 또는 역청 콘크리트)에 있습니다. 이 유형의 댐은 다양한 지질학에 적응합니다.
중력 댐은 처음에는 석조물로, 그 다음에는 콘크리트로, 최근에는 BCR 롤러로 압축된 콘크리트로 건설되어 시간과 비용을 크게 절약할 수 있습니다. 기초 암석은 품질이 좋아야 합니다.
콘크리트 아치형 댐은 비교적 좁은 계곡에 적합하며 강둑은 양질의 암석으로 만들어졌습니다. 모양의 미묘함으로 인해 콘크리트의 양을 줄이고 경제적 인 댐을 건설 할 수 있습니다.
다중 아치 및 버트레스 댐은 더 이상 건설되지 않습니다. BCR 중력 댐이 이를 대체합니다.

공장에는 교류 발전기를 구동하기 위해 물 흐름의 에너지를 기계적 회전으로 변환하는 터빈이 장착되어 있습니다.

사용되는 터빈 유형은 폭포의 높이에 따라 다릅니다.
- 매우 낮은 헤드 높이(1-30미터)의 경우 전구 터빈을 사용할 수 있습니다.
- 낮은 헤드폴 (5-50 미터)과 높은 유량의 경우, Kaplan 터빈이 선호됩니다 : 블레이드는 조종이 가능하여 터빈의 출력을 헤드 높이에 맞게 조정할 수 있습니다.
- Francis 터빈은 중간 머리 (40에서 600 미터) 및 중간 교류를 위해 사용됩니다. 물은 블레이드 주변을 통해 들어가 중앙에서 배출됩니다.
- Pelton 터빈은 높은 낙하 (200에서 1,800 미터) 및 낮은 교류를 위해 적당합니다. 인젝터를 통해 매우 높은 압력의 물을 받습니다(양동이에 대한 물의 동적 영향).

소형 수력 발전소의 경우 저비용(및 덜 효율적인) 터빈과 간단한 개념으로 소형 장치의 설치가 용이합니다.

생산의 비용 효율성 및 예측 가능성

댐 건설은 폭포의 높이가 높을수록 계곡이 넓어지는 것이 특징입니다.
이러한 자본 지출은 개발의 특성과 사회적, 환경적 제약과 관련된 부수적 비용, 특히 수용 된 토지의 비용에 따라 크게 다릅니다.
전기 생산의 조절 용량과 관련된 경제적 이점은 수자원이 무료이고 유지 보수 비용이 절감되기 때문에 이러한 투자를 수익성 있게 만드는 것을 가능하게 합니다.

수력 발전은 특히 댐이나 제방을 통해 대형 저수지에 물을 저장함으로써 전기 생산 조정의 요구를 충족시킬 수 있습니다.
그러나 수력 발전 생산의 연간 변동은 상당합니다. 그들은 주로 강우량과 관련이 있습니다. 수자원이 많은 해에는 생산량이 15% 증가하고 가뭄이 심한 해에는 생산량이 30% 감소할 수 있습니다.

수력 발전은 때때로 인구 이동을 유발한다는 비판을 받으며, 강과 하천은 주택을 건설할 수 있는 특권적인 장소입니다.
예를 들어, 중국의 삼협 댐은 거의 200만 명의 이재민을 발생시켰습니다. 수정된 수질 규제로 인해 댐 상류와 하류의 생태계는 수로와 같은 장치가 설치되지만 교란(수생 생물의 이동 포함)될 수 있습니다.

수력 발전 측정

수력 발전소의 전력은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.

P = Q.ρ.H.g.r

와 :

• P : 거듭제곱(W로 표시)
  


• Q : 초당 입방 미터로 측정된 평균 유량
  


• ρ : 물의 밀도, 즉 1 000 kg/m3
  


• H : 낙하 높이(미터)
  


• g : 중력 상수, 즉 거의 9.8(m/s2)
  


• A : 플랜트 효율(0.6에서 0.9 사이)
  

전세계 :

수력 발전은 2018 년 전 세계 전력 생산량의 거의 15.8 %를 차지했습니다 (연간 생산량은 약 4,193 TWh).
유럽의 4개국을 포함한 12개국은 전력의 절반 이상을 수력 발전으로 생산합니다. 노르웨이가 선두를 달리고 있으며 브라질, 콜롬비아, 아이슬란드, 베네수엘라, 캐나다, 오스트리아, 뉴질랜드, 스위스가 그 뒤를 잇고 있습니다.