Les générateurs hydroélectriques peuvent transformer l’énergie de l’eau en mouvement en électricité utilisable. Ceci est le plus souvent accompli en endiguant une rivière, puis en dirigeant l’eau à travers une ou plusieurs turbines. Comme l’eau fait tourner les turbines, elles actionnent à leur tour des générateurs électriques. Alors que la construction de barrages sur les rivières peut avoir des répercussions environnementales, les générateurs hydroélectriques sont généralement considérés comme une source principale d’énergie propre et renouvelable. Environ 20% de l’électricité dans le monde provient de générateurs hydroélectriques, qui représentent la majeure partie de l’électricité produite par des sources renouvelables.
La plupart des générateurs hydroélectriques font partie d’installations de barrages qui utilisent des réservoirs artificiels, bien qu’il existe un certain nombre d’autres moyens d’exploiter l’hydroélectricité. Les générateurs au fil de l’eau fonctionnent à peu près de la même manière que les générateurs traditionnels de barrage et de réservoir, bien qu’ils aient généralement peu ou pas de capacité de réservoir. Au lieu de créer un blocage artificiel du débit et un changement d’altitude, la production d’électricité au fil de l’eau utilise le débit naturel de l’eau et les caractéristiques de la rivière. Pour qu’une centrale au fil de l’eau produise une électricité constante, la rivière sur laquelle elle est installée doit généralement avoir un débit d’eau constamment élevé.
Le mouvement de l’eau dans les courants de marée quotidiens peut également être exploité par des générateurs hydroélectriques. Ceci est généralement accompli en installant des turbines dans une zone de marée qui sont actionnées par la fluctuation quotidienne de la marée. Il est parfois possible de construire des réservoirs dans ces systèmes, permettant une capacité de générateur supplémentaire dans des situations de forte demande.
Une autre façon d’ajouter une capacité de générateur hydroélectrique supplémentaire à un système est le stockage par pompage. Ce système peut être utilisé en conjonction avec une centrale hydroélectrique à barrage traditionnelle, ou de manière autonome. Pendant les périodes où la demande d’électricité dans une zone est faible, l’eau peut être pompée jusqu’à des réservoirs à haute altitude. Ensuite, lorsque la demande augmente, l’eau stockée peut être utilisée pour augmenter la capacité du générateur. Ces systèmes de pompage génèrent finalement moins d’énergie que ce qui est utilisé pour remplir les réservoirs, mais le stockage par pompage pour la production hydroélectrique peut être une méthode clé de stockage d’énergie du réseau dans certaines régions.
Certaines productions hydroélectriques peuvent avoir des conséquences environnementales, en particulier lorsqu’il s’agit d’installations de grands barrages. Une conséquence potentiellement indésirable de certains barrages est la façon dont ils peuvent efficacement découper l’écosystème d’une rivière. Alors que certains barrages comprennent des échelles à poissons pour permettre à certaines espèces de remonter la rivière pour frayer, d’autres poissons peuvent ne pas être en mesure de les utiliser. Cela peut interférer avec le cycle de vie de certaines espèces, ou réduire la biodiversité de certaines populations.
Les barrages peuvent également avoir des effets positifs, tels que le contrôle des inondations et une source fiable pour l’irrigation. Les réservoirs peuvent également être utilisés pour l’aquaculture et les loisirs. Contrairement à la plupart des modes de production d’électricité, les générateurs hydroélectriques ne produisent pas de gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone (CO2). Du CO2 et d’autres polluants peuvent être créés lors de la construction des générateurs, bien qu’ils soient généralement très propres une fois en fonctionnement.