Bir hidroelektrik santrali elektrik üretmek için suyun akış enerjisini kullanır. Akış halindeki suyun (nehir, çay, akarsu vb.) üzerine büyük beton bloklarla setler çekilerek birikmesi sağlanır. Belli yüksekliğe varan birikmiş su ciddi boyutlarda potansiyel enerjiye sahiptir. Bu potansiyel enerji baraj bünyesindeki çeşitli düzeneklerle enerjinin dönüşümü prensibine göre önce türbinler vasıtasıyla kinetik enerjiye (mekanik enerjiye ) daha sonra da türbin çarkına bağlı generatör motorun dönmesi ile elektrik enerjisine çevrilir.

Şekil 1 :  Hidroelektrik santralin çalışma prensibi (şematik görünüm)

►Set – Büyük bir su rezervuarı oluşturmak amacıyla beton ve beton benzeri kompozit malzemelerden oluşan ve suyu tutmaya yarayan büyük bloklardır.
►Cebri basınçlı borular – Baraj gölü ile türbinler, yükleme odası ile türbinler veya denge bacası ile türbinler arasındaki basınçlı borulara cebri boru denir. Akışkanın iletilmesine olanak sağlar. Akışkan (su) cebri borulardan geçerek türbin çarkının dönmesini sağlar.
►Salyangoz – Cebri boruların bitimine yerleştirilir. Burada su belirli bir ivme kazanarak eşit debide çarka gelir ve her noktadan sabit bir akış meydana getirerek daha verimli bir çalışma sağlar.
►Hava giriş kısmı – Setin kapağı açıldığında yerçekimi kuvvetinin etkisiyle su cebri borulardan geçerek türbine ulaşır. Bu borulardan geçen suyun basıncı ve hızı oldukça fazladır.
►Türbin- Türbin çarkı, türbin şaftı, türbin kapağı, hız regülatör sistemi, basınçlı yağ sistemi, türbin yatağı, soğutma sistemi, kumanda panosu ve yardımcı teçhizattan oluşur. Su, türbinin geniş pervanelerine vurduğunda pervaneler dönmeye başlar. Bu türbinin mili aynı zamanda generatöre bağlıdır.
►Generatör – Jeneratör rotoru, statoru, yatağı, ikaz (uyartım), soğutma sistemi, koruma sistemi, kumanda ve işletim sistemi, doğru akım sistemi, kesici ve ayırıcılar ile yardımcı organlardan oluşur. Türbin pervaneleri döndüğünde, türbin miline bağlı generatörün dev mıknatıslarıda dönmeye başlayacaktır. Dönen bu dev mıknatıslar bakır bobinlerde alternatif akım üretilmesine sebep olacaktır.
►Transformatör (Dönüştürücü) – Ana gövde, soğutma sistemi, yangın sistemi, koruma sistemi bölümlerinden oluşur. Elde edilen gerilimi düşürmeyi veya yükseltmeyi sağlar. Hidroelektrik santrallerinde genelde düşük gerilimi yüseltmek amacıyla tasarlanmışlarıdr. Tek fazlı veya üç fazlı olabilirler.
►Şalt sahası– Transformatörlerde oluşan yüksek gerilimin elektrik iletim hatlarına bağlandığı bölgedir.

Şekil 2 : Bir hidroelektrik santralinin türbinleri 

Hidroelektrik Santrallerinin Avantajları ve Dezavantajları

Şekil 3 : ABD’de bulunan Hoover barajından bir görüntü

Bu ve bunun gibi birçok avantajı vardır hidroelektrik santrallerinin. Fakat bunların yanında bazı dezavantajları vardır. Bunları ise şöyle sıralayabliriz:

►Baraj inşaatı oldukça maliyetli ve yüksek standartlıdır.
►Geniş alanlı araziler olduğu için herhangi bir durumda sel vakası olma olasılığı oldukça fazladır.
►Baraj çevresinde yaşayan yerleşim birimleri için herhangi bir kaza durumunda büyük tehdit oluşturabilir.
►Büyük barajların yapımı bölgede büyük jeolojik değişimlere sebep olur örneğin Hoover barajı yapıldığı yerde büyük deprem riskleri yaratmıştır.
►Barajlar suyun üzerine büyük setler çektiği için nehrin devam eden kısmını engelleyebilir bu da sınır komşusu olan ülkeler arasında çeşitli sorunlara yol açabilir.
►Bunların yanında o bölgede yaşayan doğal habitata zarar verebilir. Su seviyesinde meydana gelen değişiklikler özellikle denizde yaşayan canlıların yaşamı için büyük bir risk unusuru olmaktadır.

Her ne kadar dezavantajları da olsa hidroelektrik santralleri elektrik üretimi için vazgeçilmez bir kaynaktır. Yenilenebilir ve temiz olması ileride de elektrik üretimde payının artmasını sağlayacaktır. Dünya üzerinde ve ülkemizde de büyük nehirlerin ve akarsuların üzerine büyük barajlar ve küçük heslerin kurulumu ise giderek artmaktadır.