Generiše se silom pokretne vode, obično od potoka, reka ili jezera, do okretanja turbina koje aktiviraju električne generatore.
Ova energija se široko koristi širom sveta za proizvodnju energije velikih razmera.

Rezervoar (ili zaplena) hidroelektrana :
Ove biljke su opremljene branom i rezervoarom za skladištenje vode. Voda se oslobađa iz rezervoara kroz penstocks da bi se okrenule turbine i proizvela struja. Elektrane na rezervoare mogu biti velike veličine i obično imaju veliki kapacitet skladištenja vode, što im omogućava da regulišu proizvodnju električne energije u skladu sa potražnjom.

Hidroelektrane na vodi :
Za razliku od elektrana na rezervoare, elektrane na obali nemaju brane ili rezervoare. Oni jednostavno eksploatišu prirodni tok potoka ili reka da bi okrenuli turbine i proizveli struju. Ove elektrane su generalno manje veličine i zavise od hidroloških uslova za njihovu proizvodnju električne energije.

Napumpane hidroelektrane za skladištenje :
Napumpane skladišne elektrane dizajnirane su za skladištenje energije pomoću dva rezervoara, gornjeg rezervoara i donjeg rezervoara. Tokom perioda slabe potražnje za električnom energijom, voda se ispumpava iz donjeg rezervoara u gornji rezervoar kako bi se uskladištila potencijalna energija. Kada je potražnja za strujom velika, voda se oslobađa iz gornjeg rezervoara da bi se zavrtele turbine i proizvela struja.

Mikro-hidroelektrane :
Mikro-hidroelektrane su male hidroelektrane generalno kapaciteta manje od 100 kW. One se mogu instalirati na malim potocima ili rekama, često u lokalne svrhe, kao što je snabdevanje električnom energijom udaljenih zajednica ili industrijskih lokacija.

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

Gravitacione elektrane iskorišćavaju protok vode i razliku u nivou. Mogu se klasifikovati prema protoku turbine i visini glave. Postoje tri vrste gravitacionih elektrana (navedene ovde po redosledu važnosti u hidroenergetski miks) :

- Elektrane na obali koriste tok reke i obezbeđuju baznu energiju proizvedenu "pretrčnom rekom" i ubrizgavaju se odmah u mrežu. Oni zahtevaju jednostavna kretanja koja su mnogo manje skupa od viših elektrana : male strukture za razonodu, male brane koje se koriste za preusmeravanje raspoloživog toka iz reke u elektranu, verovatno mali rezervoar kada je tok reke prenizak (pražnjenje konstante(2) manje od 2 sata). Obično se sastoje od unosa vode, tunela ili kanala, a slede penstok i hidroelektrana koja se nalazi na obali reke. Pad niskog pritiska (3) u tunelu ili kanalu omogućava vodi da dobije visinu u odnosu na reku i samim tim da stekne potencijalnu energiju;
- zaključavanje elektrana u velikim rekama sa relativno strmom padinom kao što su Rajna ili Rona, brane na reci ili na kanalu paralelno sa rekom izazivaju niz dekastričnih vodopada koji ne remete dolinu u celini zahvaljujući nasipima paralelno sa rekom. Hidroelektrane postavljene u podnožju brana turbine vode reke. Pažljivo upravljanje vodom uskladištenom između dve brane omogućava da se pored baznog opterećenja obezbedi i vrhunska energija;
- jezerske elektrane (ili elektrane sa visokim glavama) takođe su povezane sa rezervoarom vode koji je stvorila brana. Njihov veliki rezervoar (pražnjenje konstante duže od 200 sati) omogućava sezonsko skladištenje vode i modulaciju proizvodnje električne energije : jezerske elektrane se zovu u satima najveće potrošnje i omogućavaju reagovanje na vrhove. Ima ih mnogo 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 basena, gornji basen (npr. jezero na velikim visinama) i donji basen (npr. veštački rezervoar) između koga se smešta reverzibilni uređaj koji može da funkcioniše kao pumpa ili turbina za hidraulični deo i kao motor ili alternator za električni deo.

Voda u gornjem basenu je turbina u periodima velike potražnje za proizvodnjom električne energije. Zatim, ova voda se ispumpava iz donjeg basena u gornji basen u periodima kada je energija jeftina, i tako dalje. Ne smatra se da ove elektrane proizvode energiju iz obnovljivih izvora s obzirom da troše struju da bi donele turbinsku vodu.
Ovo su objekti za skladištenje energije.
Oni često intervenišu na kratkoročne intervencije na zahtev mreže i kao poslednje sredstvo (posle drugih hidroelektrana) na duže intervencije, posebno zbog troškova ukidanja vode. Efikasnost između proizvedene energije i utrošene energije je u redosledu od 70 do 80 odsto.
Operacija je profitabilna kada je razlika u cenama električne energije između vansečnog perioda (kupovina niskobudžetne struje) i vrhunskih perioda (prodaja skupe električne energije) značajna.

Hidroelektrane se čine od 2 glavne celine :

- rezervoar ili unos vode (u slučaju pretrčavanje rečnih elektrana) što omogućava stvaranje vodopada, obično sa skladišnim rezervoarom tako da elektrana nastavi sa radom, čak i u periodima niske vode.

- Iskopani kanal za diverziju može se koristiti za preusmeravanje viška vode koja kasnije stiže u jezerce brane. Izlivanje reke omogućava da poplave prođu bez opasnosti po građevine;
elektrana, koja se naziva i fabrika, koja omogućava da se vodopad koristi za vožnju turbina, a zatim za vožnju alternatora.

Ubedljivo najčešće su brane napravljene od zemaljskog nasipa ili riprapa dobijenih u kamenolomima eksplozijom. Hidroizolacija je centralna (glina ili bituminozni beton) ili na uzvodnoj površini (cementni beton ili bituminozni beton). Ova vrsta brane prilagođava se najrazličitijim geologijama;
gravitacione brane izgrađene prvo u zidarstvo, zatim u betonu i u skorije vreme u betonu sažete sa BCR valjakom) što omogućava značajnu uštedu u vremenu i novcu. Stena temelja mora biti dobrog kvaliteta;
betonske lučne brane prilagođene relativno uskim dolinama i čije su obale napravljene od stena dobrog kvaliteta. Suptilnost njihovih oblika omogućava smanjenje količine betona i izgradnju ekonomičnih brana;
brane sa više lukova i tvrđava se više ne grade. BCR gravitacione brane ih zamenjuju.

Elektrane su opremljene turbinama koje transformišu energiju vode u mehaničku rotaciju kako bi se vozili alternatori.

Vrsta turbine koja se koristi zavisi od visine vodopada :
- za veoma niske visine glave (1 do 30 metara), mogu se koristiti sijalne turbine;
- za niske padavine (5 do 50 metara) i visoku brzinu protoka, poželjna je Kaplanova turbina : njena sečiva su volan, što omogućava prilagođavanje snage turbine visini glave uz održavanje dobre efikasnosti;
- Frensisova turbina se koristi za srednje glave (40 do 600 metara) i srednji protok. Voda ulazi kroz periferiju sečiva i ispušta se u njihov centar;
- Pelton turbina je pogodna za visoke padove (200 do 1.800 metara) i nizak protok. Dobija vodu pod veoma visokim pritiskom preko ubrizgavača (dinamičan uticaj vode na kofu).

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

Isplativost i predvi

DVI

Radni prostor za digitalni ekran (DDWG) (Digital Visual Interface) ili Digitalni video interfejs izumela je Radna grupa za digitalni ekran. To je digitalna veza koja se koristi za povezivanje grafičke kartice sa ekranom.
Prednost je samo (u poređenju sa VGA) na ekranima gde su pikseli fizički razdvojeni. DVI veza stoga značajno poboljšava kvalitet ekrana u poređenju sa VGA vezom sa :

dljivost proizvodnje

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

Hidroenergija omogućava zadovoljavanje potreba prilagođavanja proizvodnje električne energije, posebno skladištenjem vode u velikim rezervoarima pomoću brana ili nasila.
Međutim, godišnje oscilacije u proizvodnji hidroelektrana su značajne. Uglavnom su vezane za padavine. Proizvodnja može da poraste za 15 odsto u godinama kada su vodeni resursi visoki i smanjeni za 30 odsto u godinama velike suše.

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

Merenje hidroelektrane

Snaga hidroelektrane može se izračunati po sledećoj formuli :

P = Q.ρ.H.g.r

Sa :

• P : moć (izraženo u W)
  


• P : prosečan protok izmeren u kubnim metrima u sekundi
  


• ρ : gustina vode, nego 1000 kg/m3
  


• H : visina pada u metrima
  


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


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

Širom sveta :

hidroenergija je činila skoro 15,8 odsto globalne proizvodnje električne energije u 2018. godini (sa godišnjom proizvodnjom od oko 4.193 TWh);
desetak zemalja, uključujući četiri u Evropi, proizvodi više od polovine svoje električne energije iz hidroenergije. Norveška vodi, a slede je Brazil, Kolumbija, Island, Venecuela, Kanada, Austrija, Novi Zeland i Švajcarska.