Elektrownie wodne - ekologiczne źródła energii elektrycznej

Elektrownia pływowa wykorzystuje energię pływów morskich, czyli regularnych zmian poziomu wody wywoływanych przez grawitacyjne oddziaływania Księżyca Słońca. Klasycznym już rozwiązaniem jest odcięcie terenu zalewanego przez wody morskie w trakcie przypływu (fiordy, zatoki, ujścia rzek)

zaporą, w której zamontowane są przepusty z turbinami.

Elektrownia działa dwa razy na dobę. W trakcie przypływu wlewająca się dotak utworzonego zbiornika napędza turbiny. Po wyrównaniu poziomów wody w zbiorniku i morzu elektrownia przestaje działać aż do momentu rozpoczęcia odpływu. Dzięki zainstalowanym w przepustach stawidłom cofająca się do morza woda także obraca turbiny elektrowni.

Budowa zapory nie jest konieczna. W wielu miejscach oceanu występują silne prądy pływowe. Zakotwicza się w nich pływające elektrownie z wirnikami śmigłowymi zanurzonymi nawet na kilkadziesiąt metrów. Wirniki te obracane są przez prądy pływowe występujące pod powierzchnią morza. Podobne rozwiązanie, tylko stacjonarne, stosuje się, gdy głębokość morza pozwala na zainstalowaniu na dnie urządzeń elektrowni.

Są to elektrownie wodne bez zbiornika piętrzącego. Wznosi się je na rzekach nizinnych o małym spadku, gdzie nie ma możliwości utworzenia takiego zbiornika. Budowane są jako pojedyncze obiekty, jak i szereg elektrowni wykorzystujących dłuższy odcinek rzeki. Elektrownie przepływowe nie mają możliwości regulacji wytwarzanej mocy elektrycznej. Spiętrzenie w takiej elektrowni jest stosunkowo niewielkie, nie przekraczające kilku, góra kilkunastu metrów. Stąd ich wydajność zależy od stanu wody w rzece i wielkości przepływu. 

Moc ogranicza tzw. przełyk elektrowni, maksymalna dopuszczalna ilość wody jaka przepływa przez turbinę, mierzona w metrach sześciennych na sekundę. W przypadku zwiększonych przepływów, nadmiar wody kierowany jest tzw. upustami jałowymi poza turbiną do koryta poniżej spiętrzenia. Moc i sprawność elektrowni przepływowych ograniczana jest przez ilość dopływającej wody. Jest przez to zmienna, zależy od stanu wody w rzece, czyli pory roku oraz wielkości opadów.

Elektrownia szczytowo-pompowa składa się z dwóch zbiorników, górnego i dolnego, połączonych rurociągiem. Woda z górnego zbiornika spuszczana jest rurociągiem do zbiornika dolnego. Jej energia potencjalna zamienia się w energię kinetyczną, a ta z kolei w turbinie elektrowni w energię elektryczną. Różnica między elektrownią szczytowo-pompową a klasyczną elektrownią wodną jest taka, że woda z dolnego zbiornika nie odpływa dalej rzeką, a przepompowywana jest po spłynięciu z powrotem do zbiornika górnego. 

Oczywiście tak działająca elektrownia nie jest swego rodzaju perpetuum mobile, i na skutek strat w układzie energia wytworzona w elektrowni nie wystarczy na przepompowanie wody do górnego zbiornika. O opłacalności takiego rozwiązania decyduje fakt, że woda spuszczana jest w godzinach najwyższego zapotrzebowania na energię elektryczną, gdy ta jest najdroższa. Przepompowywanie odbywa się poza godzinami szczytu energetycznego, gdy energia elektryczna jest

zdecydowanie tańsza i w sieci są jej znaczne nadwyżki.

Elektrownie ze zbiornikiem regulacyjnym nie są bezpośrednio zależne od wielkości przepływu w rzece. Zbiornik umożliwia gromadzenie wody w okresach większych przepływów, piętrzenie jej i dzięki możliwości regulacji wielkości odpływu produkcję energii elektrycznej na stałym,

utrzymywanym dłuższy czas poziomie. W tego rodzaju elektrowniach można także uzyskać znacznie większą moc, niż w elektrowniach przepływowych. 

Decyduje tu wielkość spiętrzenia, czyli znacznie większa niż w przypadku elektrowni przepływowych energia potencjalna zgromadzonej wody, która zamieniana jest na energię elektryczną. Wielkości takich spiętrzeń sięgają nawet kilkuset metrów. Elektrownia regulacyjna, a właściwie jej zbiornik, spełnia często jeszcze jedną funkcję. Jest zabezpieczeniem przed powodziami w okresach wzmożonych opadów.