Hidroenergija

Človeštvo se v 21. stoletju sooča z dejstvom, da so neobnovljivi viri energije omejeni in v dobršni meri že izčrpani, poleg tega pa je raba neobnovljivih virov kot so na primer fosilna goriv (to so premog, nafta, zemeljski plin) poglavitni povzročitelj emisij toplogrednih plinov kot sta ogljikov dioksid (CO₂) in dušikov oksid (N₂0). Ne gre tudi zanemariti dejstva, da se nadaljuje trend naraščanja svetovnega prebivalstva, kar nujno vodi v še večje potrebe in rabo energije.

Zato je prehod na večjo rabo obnovljivih energetskih virov ob smotrni rabi energije eden od temeljnih pogojev za izboljšanje kakovosti okolja v lokalnih, regionalnih in planetarnih razsežnostih.

Zaradi sončnega obsevanja, ki dospe na površino Zemlje voda neprestano kroži. To kroženje imenujemo hidrološki krog. Ocenjujejo, da se okoli 23% sončnega obsevanja porabi za delovanje hidrološkega kroga. Zato uvrščamo vodne elektrarne med naprave, ki izkoriščajo obnovljiv vir energije.

Pridobivanju električne energije iz hidroelektrarne pravimo hidroenergija. Poleg tega, da je to obnovljiv vir energije, ki je trajen oziroma se v naravi stalno obnavlja, je tudi čist vir energije, saj pri delovanju hidroelektrarne ne prihaja do nikakršnih odpadkov, emisij CO₂ in drugih onesnaževanj okolja.


Hidroelektrarna pridobiva električno energijo iz potencialne energije vode. Za zajezeno rečno strugo nastane umetno jezero oziroma akumualcija. Voda v akumulacijskem jezeru prestavlja shranjeno, a še nepridobljeno energijo (primarna energija). Po vtočnem oziroma dovodnem tunelu, ki je lahko različno dolg; glede na tip elektrarne (pretočna ali akumulacijska) se potencialna energija vode spreminja v kinetično energijo, ki je največja tik pred vstopom v turbino. V turbini se kinetična energija vode pretvori v mehansko (turbina se zavrti). Na os turbine je nameščen rotor generatorja, ki se tako vrti skupaj s turbino in v statorju generatorja inducira napetost, ki predstavlja pridobljeno električno energijo (sekundarna energija). Električna napetost na generatorju je dokaj nizka (običajno nekaj kV), zato se potem s transformatorji pretvori v višjo napetost, ki omogoča prenos na daljše razdalje do končnega uporabnika (končna energija).


V Sloveniji so prisotne tri vrste hidroelektrarn: pretočne, akumulacijske in pretočno-akumulacijske.
Pri pretočnih HE se vsa voda, ki doteka do elektrarne sproti porablja oziroma pretvarja v električno energijo in je zato moč te elektrarne odvisna od trenutnega dotoka oziroma pretoka reke. Večina malih HE je pretočnega tipa.
Pri akumulacijskih HE je za pregrado akumulacijsko jezero, v katerem se voda shranjuje v času, ko je električne energije dovolj, v času, ko potreba po električni energiji naraste pa se voda porablja. Takšna je tudi HE Moste.
Posebna podskupina akumulacijskih HE so t.i. pretočno-akumulacijske HE, ki sicer imajo za pregrado jezero, vendar pa je le-to manjše kot pri akumulacijskih in omogoča le shranjevanje vode v nočnem času, ko so potrebe po električni energiji manjše, ter porabo vode podnevi, ko potrebe po električni energiji narastejo.

Glede na instalirano moč in velikost akumulacije lahko hidroelektrarne razvrstimo v pet kategorij: 

• velike (nekaj 100 MW), 
• srednje (nekaj 10 MW), 
• male (manj kot 10 MW), 
• mini (manj kot 2 MW), 
• mikro (manjše od 100 kW).

Razvoj hidroelektrarn naj bi šel v dveh smereh:

• gradile se bodo srednje in male hidroelektrarne, prilagojene okoljevarstvenim zahtevam in tehnološkim potrebam elektroenergetskega sistema,
• obnavljale in posodabljale se bodo obstoječe starejše hidroelektrarne.