Hidroelektrana

Hidroelektrana je postrojenje koje proizvodi električnu energiju koristeći energiju vode. Većina hidroelektrana koristi branu i akumulacijski bazen ili vodotok za proizvodnju, a energija potječe iz pretvaranja potencijalne i kinetičke energije vode u mehaničku energiju turbine te u električnu energiju putem generatora.

Glavne komponente su brana ili akumulacijski bazen, intakes i cijevi za vodu (penstock), turbina i generator, te sustav prijenosa s transformatorima i mrežnim priključcima. Voda ulazi kroz vodeni kanal ili direktno kroz penstock, pretvara energiju vode u rotacijsku energiju turbine, a rotor turbine pokreće generator koji proizvodi električnu energiju koja se distribuira mrežom. Nakon toga voda se vraća u rijeku ili u odvodni tok.

Postoje tri glavne vrste hidroelektrana: hidroelektrane s akumulacijskim bazenom, koje po potrebi čuvaju vodu i podržavaju prilagodbu mreže; hidroelektrane na temelju protoka (run-of-river), koje koriste prirodni protok rijeke bez značajnih spremnika; hidroelektrane za pohranu energije (pump-and-storage), koje uz pomoć reverzibilnih turbina mogu pumpati vodu na viši rezervoar kad ima viška energije i pustiti vodu da pada kada potražnja poraste.

Prednosti i izazovi: hidroelektrane ostvaruju proizvodnju električne energije uz niske operativne emisije i visoku učinkovitost, a mogu doprinijeti stabilnosti mreže i brzom odgovoru na promjene potražnje. Nedostaci uključuju ekološke utjecaje na tok rijeke i lokalna staništa, potrebe za velikim površinama te rizike od poplava ili oštećenja brane.

U povijesti, hidroelektrane su ključni dio energetskih sustava od 19. stoljeća; moderni projekti koriste napredne turbine (Francis, Kaplan, Pelton) i integraciju s mrežom radi fleksibilnosti i pouzdanosti.