I generatori idroelettrici possono trasformare l’energia dell’acqua in movimento in elettricità utilizzabile. Questo è più comunemente realizzato arginare un fiume e quindi dirigere l’acqua attraverso una o più turbine. Poiché l’acqua fa girare le turbine, queste a loro volta azionano generatori elettrici. Mentre lo sbarramento dei fiumi può avere ripercussioni ambientali, i generatori idroelettrici sono generalmente considerati una fonte primaria di energia pulita e rinnovabile. Circa il 20% dell’elettricità nel mondo proviene da generatori idroelettrici, che rappresentano la maggior parte dell’elettricità generata da fonti rinnovabili.
La maggior parte dei generatori idroelettrici fa parte di installazioni di dighe che utilizzano bacini artificiali, sebbene ci siano molti altri modi per attingere all’energia idroelettrica. I generatori ad acqua fluente funzionano più o meno allo stesso modo dei tradizionali generatori di dighe e bacini idrici, sebbene in genere abbiano poca o nessuna capacità di bacino. Invece di creare un blocco artificiale del flusso e un cambiamento di elevazione, la generazione di energia fluviale utilizza il flusso d’acqua naturale e le caratteristiche del fiume. Affinché un impianto ad acqua fluente possa generare elettricità costante, il fiume su cui è installato in genere deve avere un flusso d’acqua costantemente elevato.
Il movimento dell’acqua nei flussi di marea giornalieri può anche essere sfruttato da generatori idroelettrici. Ciò si ottiene solitamente installando turbine in una zona di marea che sono azionate dalla fluttuazione giornaliera della marea. A volte è possibile costruire serbatoi in questi sistemi, consentendo una capacità aggiuntiva del generatore in situazioni di forte domanda.
Un altro modo in cui è possibile aggiungere ulteriore capacità del generatore idroelettrico a un sistema è attraverso l’accumulo di pompaggio. Questo sistema può essere utilizzato in combinazione con un impianto idroelettrico tradizionale a diga, o in una capacità autonoma. Durante i periodi in cui la domanda di elettricità in un’area è bassa, l’acqua può essere pompata fino a serbatoi ad alta quota. Quindi, quando la domanda aumenta, l’acqua immagazzinata può essere utilizzata per aumentare la capacità del generatore. Questi sistemi di pompaggio alla fine generano meno energia di quella utilizzata per riempire i serbatoi, ma in alcune aree lo stoccaggio mediante pompaggio per la generazione idroelettrica può essere un metodo chiave per lo stoccaggio dell’energia della rete.
Una certa produzione di energia idroelettrica può avere conseguenze ambientali, in particolare quando sono coinvolte grandi dighe. Una conseguenza potenzialmente indesiderabile di alcune dighe è il modo in cui possono efficacemente ritagliare l’ecosistema di un fiume. Mentre alcune dighe includono scale di pesce per consentire a determinate specie di risalire il fiume per deporre le uova, altri pesci potrebbero non essere in grado di utilizzarle. Ciò può interferire con il ciclo di vita di alcune specie o ridurre la biodiversità di alcune popolazioni.
Le dighe possono anche avere effetti positivi, come fornire il controllo delle inondazioni e una fonte affidabile per l’irrigazione. I serbatoi possono essere utilizzati anche per l’acquacoltura e la ricreazione. A differenza della maggior parte dei modi per generare elettricità, i generatori idroelettrici non producono gas serra come l’anidride carbonica (CO2). Alcuni CO2 e altri inquinanti possono essere creati nella costruzione dei generatori, sebbene in genere siano molto puliti una volta in funzione.