Elektrik jeneratörlerini harekete geçiren türbinleri döndürmek için genellikle akarsulardan, nehirlerden veya göllerden gelen hareketli suyun kuvveti kullanılarak üretilir.
Bu enerji, büyük ölçekli enerji üretimi için dünya çapında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Rezervuar (veya su tutma) hidroelektrik santralleri :
Bu bitkiler su depolamak için bir baraj ve bir rezervuar ile donatılmıştır. Su, türbinleri döndürmek ve elektrik üretmek için cebri borular aracılığıyla rezervuardan serbest bırakılır. Rezervuar santralleri boyut olarak büyük olabilir ve genellikle elektrik üretimini talebe göre düzenlemelerine olanak tanıyan büyük bir su depolama kapasitesine sahiptir.

Nehir tipi hidroelektrik santralleri :
Rezervuar enerji santrallerinin aksine, nehir tipi elektrik santrallerinde baraj veya rezervuar yoktur. Türbinleri döndürmek ve elektrik üretmek için akarsuların veya nehirlerin doğal akışından yararlanırlar. Bu tesisler genellikle boyut olarak daha küçüktür ve elektrik üretimleri için hidrolojik koşullara bağlıdır.

Pompaj depolamalı hidroelektrik santraller :
Pompaj depolamalı enerji santralleri, bir üst tank ve bir alt tank olmak üzere iki tank kullanarak enerji depolamak için tasarlanmıştır. Elektrik talebinin düşük olduğu dönemlerde, potansiyel enerjiyi depolamak için alt rezervuardan üst rezervuara su pompalanır. Elektrik talebi yüksek olduğunda, türbinleri döndürmek ve elektrik üretmek için üst tanktan su salınır.

Mikro-hidroelektrik santralleri :
Mikro hidroelektrik santraller, genellikle 100 kW'dan daha az kapasiteye sahip küçük hidroelektrik tesislerdir. Küçük akarsulara veya nehirlere, genellikle uzak topluluklara veya sanayi bölgelerine elektrik sağlamak gibi yerel amaçlar için kurulabilirler.

Mini hidro santraller :
Mini hidroelektrik santralleri, genellikle birkaç megawatt'a kadar olan mikro enerji santrallerinden biraz daha yüksek üretim kapasitesine sahiptir. Genellikle küçük kasabalara, endüstrilere veya uzak kırsal alanlara güç sağlamak için kullanılırlar.

Yerçekimi beslemeli enerji santralleri, su akışından ve seviye farkından yararlanır. Türbin debisine ve kafa yüksekliğine göre sınıflandırılabilirler. Üç tip yerçekimi beslemeli enerji santrali vardır (burada hidroelektrik karışımındaki önem sırasına göre listelenmiştir) :

- Nehir tipi enerji santralleri bir nehrin akışını kullanır ve "nehir akışı" üretilen ve hemen şebekeye enjekte edilen baz yük enerjisi sağlar. Yüksek enerji santrallerinden çok daha ucuz olan basit geliştirmeler gerektirirler : küçük saptırma yapıları, mevcut akışı nehirden elektrik santraline yönlendirmek için kullanılan küçük barajlar, nehir akışı çok düşük olduğunda muhtemelen küçük bir rezervuar (boşaltma sabiti(2) 2 saatten az). Genellikle bir su girişi, bir tünel veya bir kanaldan, ardından bir cebri boru ve nehrin kıyısında bulunan bir hidroelektrik santralinden oluşurlar. Tünel veya kanaldaki düşük basınç düşüşü(3), suyun nehre göre yükseklik kazanmasını ve dolayısıyla potansiyel enerji elde etmesini sağlar;
- Ren veya Rhone gibi nispeten dik eğimli büyük nehirlerdeki elektrik santrallerini, nehir üzerindeki barajları veya nehre paralel bir kanaldaki barajları, nehre paralel setler sayesinde vadiyi bir bütün olarak rahatsız etmeyen bir dizi dekametrik şelaleye neden olur. Barajların dibine yerleştirilen hidroelektrik santraller, nehrin suyunu türbin haline getiriyor. İki baraj arasında depolanan suyun dikkatli bir şekilde yönetilmesi, baz yüke ek olarak en yüksek enerjinin sağlanmasını mümkün kılar;
- Göl enerji santralleri (veya yüksek başlı enerji santralleri) ayrıca bir baraj tarafından oluşturulan bir su rezervuarı ile ilişkilidir. Büyük rezervuarları (200 saatten fazla boşaltma sabiti) mevsimsel su depolamasına ve elektrik üretiminin modülasyonuna izin verir : göl enerji santralleri en yüksek tüketim saatlerinde çağrılır ve zirvelere yanıt vermeyi mümkün kılar. Fransa'da birçoğu var. Bitki barajın dibinde veya çok daha alçakta bulunabilir. Bu durumda su, gölden sorumlu tünellerden geçerek santralin girişine aktarılır.

Pompalanan enerji transfer istasyonları, bir üst havza (örneğin yüksek irtifa gölü) ve bir alt havza (örneğin yapay bir rezervuar) olmak üzere iki havzaya sahiptir ve bunların arasına hidrolik parça için bir pompa veya türbin ve elektrikli parça için bir motor veya alternatör olarak işlev görebilen tersine çevrilebilir bir cihaz yerleştirilir.

Yukarı havzadaki su, elektrik üretmek için yüksek talep dönemlerinde türbinlenir. Daha sonra bu su, enerjinin ucuz olduğu dönemlerde alt havzadan yukarı havzaya pompalanır ve bu böyle devam eder. Bu santraller, türbin suyunu çıkarmak için elektrik tükettikleri için yenilenebilir kaynaklardan enerji ürettikleri düşünülmemektedir.
Bunlar enerji depolama tesisleridir.
Şebekenin talebi üzerine kısa süreli müdahaleler için ve özellikle kaldırılacak suyun maliyeti nedeniyle daha uzun müdahaleler için (diğer hidroelektrik santrallerden sonra) son çare olarak sıklıkla müdahale ederler. Üretilen enerji ile tüketilen enerji arasındaki verim %70 ile %80 mertebesindedir.
Yoğun olmayan dönemler (düşük maliyetli elektrik satın alma) ve yoğun dönemler (yüksek fiyatlı elektrik satışı) arasındaki elektrik fiyatlarındaki fark önemli olduğunda işletme kârlıdır.

Hidroelektrik santralleri 2 ana üniteden oluşur :

- Santralin düşük su dönemlerinde bile çalışmaya devam etmesi için genellikle bir depolama tankı ile bir şelale oluşturmayı mümkün kılan bir rezervuar veya su girişi (nehir tipi enerji santralleri söz konusu olduğunda).

- Yanal olarak gelen fazla suyu bir baraj havuzuna yönlendirmek için kazılmış bir saptırma kanalı kullanılabilir. Bir dolusavak, nehrin taşkınlarının yapılara zarar vermeden geçmesine izin verir;
Şelalenin türbinleri çalıştırmak ve ardından bir alternatörü çalıştırmak için kullanılmasına izin veren fabrika olarak da adlandırılan santral.

Şimdiye kadar en sık görülenleri, taş ocaklarında patlatma yoluyla elde edilen toprak dolgu veya ripraptan yapılmış barajlardır. Su yalıtımı merkezi (kil veya bitümlü beton) veya memba yüzeyinde (çimento betonu veya bitümlü beton) yapılır. Bu tür barajlar çok çeşitli jeolojilere uyum sağlar;
önce duvarda, sonra betonda ve daha yakın zamanda bir BCR silindiri ile sıkıştırılmış betonda inşa edilen yerçekimi barajları) bu da zamandan ve paradan önemli ölçüde tasarruf sağlar. Temel kayası iyi kalitede olmalıdır;
Nispeten dar vadilere adapte olmuş ve kıyıları kaliteli kayadan yapılmış beton kemerli barajlar. Şekillerinin inceliği, beton miktarını azaltmayı ve ekonomik barajlar inşa etmeyi mümkün kılar;
Çok kemerli ve payanda barajları artık inşa edilmemiştir. BCR yerçekimi barajları bunların yerini alır.

Tesisler, alternatörleri çalıştırmak için su akışının enerjisini mekanik bir dönüşe dönüştüren türbinlerle donatılmıştır.

Kullanılan türbin tipi şelalenin yüksekliğine bağlıdır :
- çok düşük basma yüksekliği (1 ila 30 metre) için ampul türbinleri kullanılabilir;
- düşük basma yükseklikleri (5 ila 50 metre) ve yüksek akış hızları için Kaplan türbini tercih edilir : kanatları yönlendirilebilir, bu da türbinin gücünü iyi verimliliği korurken kafa yüksekliğine ayarlamayı mümkün kılar;
- Francis türbini orta düşüler (40 ila 600 metre) ve orta akış için kullanılır. Su, bıçakların çevresinden girer ve merkezlerinden boşaltılır;
- Pelton türbini yüksek düşüşler (200 ila 1.800 metre) ve düşük akış için uygundur. Bir enjektör aracılığıyla çok yüksek basınç altında su alır (suyun kova üzerindeki dinamik etkisi).

Küçük hidroelektrik santralleri için düşük maliyetli (ve daha az verimli) türbinler ve basit konseptler, küçük ünitelerin kurulumunu kolaylaştırır.

Üretimin maliyet etkinliği ve öngörülebilirliği

Barajların inşası, düşme yüksekliği ne kadar yüksek ve vadi ne kadar geniş olursa o kadar geniş olan yatırımlarla karakterizedir.
Bu sermaye harca

RCA

Fonograf veya cinch soketi olarak da bilinen RCA soketi, çok yaygın bir elektrik bağlantısı türüdür. 1940 yılında yaratılan, hala çoğu evde bugün bulunur. Ses ve video sinyallerini iletir. RCA kısaltması Radio Corporation of America. Başlangıçta, RCA fişi manuel telefon bağlantılarının eski telefon fişlerini değiştirmek için tasarlanmıştır.

maları, kalkınmanın özelliklerine ve sosyal ve çevresel kısıtlamalarla ilgili yan giderlere, özellikle de kamulaştırılan arazinin maliyetine bağlı olarak büyük farklılıklar gösterir.
Elektrik üretiminin modülasyon kapasitesine bağlı ekonomik avantajlar, su kaynağının ücretsiz olması ve bakım maliyetlerinin azalması nedeniyle bu yatırımların karlı hale getirilmesini mümkün kılmaktadır.

Hidroelektrik, özellikle barajlar veya setler aracılığıyla büyük rezervuarlarda su depolayarak elektrik üretimini ayarlama ihtiyaçlarını karşılamayı mümkün kılar.
Bununla birlikte, hidroelektrik üretimindeki yıllık dalgalanmalar önemlidir. Esas olarak yağışla ilgilidirler. Su kaynaklarının yüksek olduğu yıllarda üretim %15 artabilirken, kuraklığın yoğun olduğu yıllarda %30 oranında azalabilmektedir.

Hidroelektrik bazen nüfus yer değiştirmelerine neden olduğu için eleştirilmektedir, nehirler ve akarsular konut kurmak için ayrıcalıklı yerlerdir.
Örneğin, Çin'deki Üç Boğaz Barajı yaklaşık iki milyon insanı yerinden etti. Değiştirilmiş su düzenlemesi nedeniyle, balık yolları gibi cihazlar kurulmasına rağmen, barajların yukarı ve aşağı akışındaki ekosistemler (suda yaşayan türlerin göçü dahil) bozulabilir.

Hidroelektrik güç ölçümü

Bir hidroelektrik santralinin gücü aşağıdaki formülle hesaplanabilir :

P = Q.ρ.H.g.r

İle :

• P : güç (W olarak ifade edilir)
  


• Q : saniyede metreküp cinsinden ölçülen ortalama akış
  


• ρ : suyun yoğunluğu, yani 1 000 kg/m3
  


• H : metre cinsinden düşme yüksekliği
  


• G : yerçekimi sabiti, yani yaklaşık 9.8 (m/s2)
  


• A : Tesis verimliliği (0,6 ile 0,9 arasında)
  

Evrensel :

hidroelektrik, 2018'de küresel elektrik üretiminin yaklaşık %15,8'ini oluşturdu (yıllık yaklaşık 4.193 TWh üretimle);
dördü Avrupa'da olmak üzere bir düzine ülke, elektriğinin yarısından fazlasını hidroelektrikten üretiyor. Norveç başı çekerken, onu Brezilya, Kolombiya, İzlanda, Venezuela, Kanada, Avusturya, Yeni Zelanda ve İsviçre takip ediyor.