Artan dünya nüfusu göz önüne alındığında elimizdeki kaynaklar çok sınırlıdır bu yüzden yenilenebilir enerji kaynakları ve yenilenebilir enerji kaynakları arasında da hidroelektrik enerjisi önemli bir yere sahiptir.
Peki nedir hidroelektrik enerji? Suyun akış gücüyle üretilen enerjiye hidroelektrik enerji denir. Hidroelektrik santraller akan suyun gücünü elektrik enerjisine dönüştürürler. Yani hidroelektrik santrallerin en önemli bileşeni sudur. Su türbinleri daha çok elektrik üretiminde rol oynar ve bu türbinler suyun kinetik enerjisinden elektrik üretmek için barajlarda kullanılır.
Hidroelektrik santrallerde suyun akış enerjisinden ve sahip olduğu potansiyel enerjiden faydalanılır. Yüksek bir yerden akıtılan su kanallar vasıtasıyla daha düşük seviyelerdeki türbinlere gönderilir, türbin çarklarına çarpan su türbin milini döndürür ve jenaratörler uyarılır. Yani esas ilke suyun potansiyel enerjisini önce mekanik enerjiye, daha sonra elektrik enerjisine çevirmektir.
Türbinler suyun akış doğrultusu, suyun etki şekli, düşü ve türbin milinin durumuna göre sınıflandırılır. Bu ölçütler temel alınarak genel olarak 2 ana kola ayrılır.
Etki tipi türbinler:
Eş basınçlı türbinler de denebilir. Bu türbinlere akışkan atmosfer basıncında girip atmosfer basıncında çıkar. Pelton, Banki, Turgo etki tipi türbinlere örnektir.
1) Pelton Türbinleri
150m düşünün üzerindeki hidroelektrik santrallerde kullanılması uygundur. Bu tip türbinler düşey ve yatay olarak konumlandırılabilir.
2) Turgo Türbinleri
Pelton türbinlerine benzer fakat daha düşük maliyet ve daha yüksek devir sayısı peltondan ayrılan özelliklerindendir.
3) Banki Türbinleri
Yapısı diğerlerine göre daha basittir. En büyük özelliği ise su dönel çarklara 2 kez girip çıkar. Yatay ve dikey olarak konumlandırılabilirler.
Reaksiyon tipi türbinler:
Basıncın ve hareketli suyun etkisiyle elde edilen güçle çalışırlar. Hareket halindeki su türbinin kanatlarına çarparak mekanik enerjiyi arttırır. Etki tipi türbinlere kıyasla daha hızlı dönerler. Françis, Kaplan ya da Uskur reaksiyon tipi türbinlere örnektir.
1) Françis Türbinleri
Dünyada en yaygın kullanılan türbin tipidir.600 m düşüye kadar çalışırlar. Pelton türbininden ayrılan en önemli özelliği daha küçük boyutlarda imal edilebilir ve daha yüksek devir sayılarına ulaşır.
2) Kaplan Türbinleri
80 m yüksekliğin altında daha verimli çalışırlar. Nehir türbinleri olarak ta ifade edilirler. Yüksek debilerde düşük yüksekliklerde çalışırlar.