Hidroelektrana je postrojenje za proizvodnju električne energije koje koristi energiju tekuće vode za proizvodnju električne energije. On pretvara gravitacionu potencijalnu energiju vode u kinetičku energiju, a zatim tu kinetičku energiju pretvara u električnu energiju. Evo osnovnog principa kako hidroelektrana proizvodi električnu energiju:
Regulacija rezervoara vode: Hidroelektrane se obično grade uzvodno od rezervoara za vodu, koji skladišti veliku količinu vode. Kontrolom nivoa vode u rezervoaru može se upravljati protokom vode u turbinu, čime se reguliše proizvodnja električne energije i sposobnost stanice da prilagodi napajanje.
Turbina: Turbina je centralna komponenta hidroelektrane. To je uređaj koji pretvara kinetičku energiju protoka vode u mehaničku energiju. Kada voda teče u turbinu, njene lopatice se pokreću, stvarajući mehaničku energiju.
Generator: Turbina prenosi mehaničku energiju na generator. Generator pretvara mehaničku energiju u električnu koristeći princip elektromagnetne indukcije. Kako rotirajuća turbina pokreće rotor generatora, provodni namotaji unutar generatora induciraju elektromotornu silu, što rezultira stvaranjem električne energije naizmjenične struje (AC).
Transformator: Električna energija koju proizvodi generator je u obliku visokog napona i niske struje. Za transport električne energije na velike udaljenosti do krajnjih korisnika, napon treba povećati (ili smanjiti) uz prilagođavanje struje. Transformatori igraju ključnu ulogu u podizanju napona na odgovarajuće nivoe prenosa.
Prenos i distribucija: Električna energija se, nakon prolaska kroz transformatore, dovodi u prenosni sistem, koji koristi visokonaponske dalekovode za transport električne energije do gradova i regiona. Na strani korisnika, transformatori smanjuju napon na odgovarajuće nivoe za stambenu, komercijalnu i industrijsku potrošnju, obezbeđujući napajanje potrošačima.
Ukratko, hidroelektrana koristi potencijalnu i kinetičku energiju vode za proizvodnju mehaničke energije, koja se zatim pretvara u električnu energiju kroz generator. Električna energija se zatim prenosi do potrošača, omogućavajući pretvaranje vodene energije u električnu energiju. Proizvodnja hidroelektrične energije je ekološki prihvatljiv i obnovljiv izvor energije jer su vodni resursi u izobilju, obnovljivi i ne proizvode emisije stakleničkih plinova.