水力发电(hydroower)是运用水的势能转换成电能的发电方法，其原理是运用水位的落差(势能)在重力效果下活动(动能)，例如从河流或水库等高位水源引水流至较低位处，活动的水流推进轮机使之旋转，带动发电机发电。高位的水来自太阳热力而蒸腾的低位的水分，因而能够视为间接地运用太阳能。因为技能老练，是现在人类社会使用最广泛的可再生动力。
请先看两段视频：落后的我国水力发电是怎样快速拔地而起，怎样逛奔到全球前列。
依据国际大坝委员会(International Commission on Large Dams，ICOLD)对大型塘坝的界说：大坝界说为任何高度逾越15米(从地基最低点到坝顶)的大坝或高度在10至15米之间的大坝，其至少满意下列条件之一：
▲ 2020年水力发电以东亚和太平洋区域最多，占全球总量的1,643/4,370=37.6%。
▲ 国际上水力发电量最多的的国家是我国，其次是巴西、美国和俄罗斯。2020年我国水力发电量占我国发电总量的1322.0/7779.1=17.0%。
▲ 虽然我国水力发电量居全球首位但在本国的发电结构中并不高。2020年水力发电占本国发电总量最高的国家是巴西(396.8/620.1=64.0%)、加拿大(384.7/643.9=60.0%)。
▲ 2020年我国发电以燃煤发电为主(占63.2%)，其次是水力发电居第二位(占17.0%)，我国水力发电占全球水力发电总量的1322.0/4296.8=30.8%。虽然我国水力发电到达国际第一，可是没有到达高峰，依据国际动力理事会发布的《World Energy Resources 2016》陈述，我国尚有47%的水力资源没有开发。
▲ 从表中看出，我国水力发电占全球水力发电总量的1322.0/4296.8=30.8%，居国际第一，但占我国发电总量的份额(17%)仅比全球均匀水平(16%)高出一点点。
水力发电有四种方法：大坝式水力发电、抽水蓄能式水力发电、川流式水力发电和潮汐发电。
大坝式水力发电(Conventional Hydroelectricity)，又称水库式水力发电。是以堤堰储水构成水库，其最大输出功率由水库容积及出水方位与水面高度距离决议。此高度差称为扬程又名落差或水头，而水的势能与扬程成正比。
▲ 1770年代中期，法国工程师伯纳德·福里斯特·德贝利多(Bernard Forest de Bélidor)出书了《修建液压》，描绘了垂直轴和水平轴液压机。1771年，理查德·阿克赖特(Richard Arkwright)将水力，水结构和连续出产相结合，在修建中发挥了重要效果。开展工厂准则，并选用现代雇佣做法。在1840年代，开发了水力发电网络以发电并将水力发电传输给最终用户。到19世纪末，发电机现已开发出来，现在能够与液压体系耦合。
▲ 国际上第一个水电项目是1878年英格兰诺森伯兰郡拉格塞德(Cragside)村庄酒店用于点灯照明。四年后，美国威斯康星州开设了第一家私营发电站，随后稀有百家水力发电站投入运转，供当地照明。
▲ 石龙坝水电站是我国第一座水电站，坐落云南省昆明郊区螳螂川上。1910年(庚戌年)7月开工，1912年5月28日发电，开端装机容量为480 kW。2006年05月25日，石龙坝水电站被国务院同意列入第六批全国重点文物保护单位名单。
▲ 依据REN21的2021年的陈述，2020年全球水力发电装机容量为1170GW，其间我国添加了12.6GW,占全球总量的28%，高于巴西(9%)、美国(7%)、和加拿大(9.0%)。
▲ 依据BP2021年的计算，2020年全球水力发电量为4296.8TWh，其间我国水力发电量为1322.0TWh，占全球总量的30.1%。
▲ 水力发电是全球电力出产的首要来历之一，也是再生动力发电的主导动力。依据BP2021年的计算，2020年全球电力出产量为26823.2 TWh，其间水力发电量为4222.2 TWh，占全球发电总量的4222.2/26823.2=15.7%。
▲ 本数据来自国际大坝委员会(ICOLD)的计算，依据2020年4月的挂号注册，全球现有大坝数量为58 713座塘坝，其间我国占全球总量的23841/58713=40.6%。
▲ 依据BP 2021年的计算，2020年我国水力发电占我国再生动力电力的1322.0/2236.7=59%，占有再生动力发电的主导地位。
2020年国际上水力发电最多的区域是东亚和太平洋区域，占全球总量的1,643/4,370=37.6%;而其间我国尤为杰出，占全球总量的31%，占本区域的1,355.20/1,643=82.5%。
▲ 水力发电量是跟着总装机容量和抽水蓄能装机容量成正份额的。我国的水力发电量居国际之首，当然装机容量和抽水蓄能装机容量也居国际第一。依据国际水力发电协会(International Hydroower Association，iha)〖2021年水力发电状况陈述〗，2020年我国水力发电装机容量(含抽水蓄能)达370160MW，占全球总量370160/1330106=27.8%，居国际第一。
▲ 我国水力发电量最多的是三峡水电站(Three Gogeers)，也是全球最大的水电站，三峡发电站选用了32台混流式水轮机(弗兰西斯水轮机Francis turbines)，每台700MW，别的还有两台50MW涡轮机发电，装机容量合计22500MW，坝高181m，2020年发电量111.8 TWh，制作费用￥2030亿，2008年竣工。
▲ 在四川长江-金沙江段修建了四座国际级的水电站：向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德。这四座水电站装机总容量达46508MW，为三峡水电站装机容量22500MW的46508/22500=2.07倍。其年发电量为185.05/101.6=1.82倍。白鹤滩(Baihetan)仅次于三峡水电站成为我国第二大水电站。
▲ 就现在而论，我国三峡水电站是国际上最大的发电站。在前12位国际最大的水电站中，我国占有六席。长时刻居国际第二的伊泰普塘坝(Itaipu Dam)被我国白鹤滩(Baihetan Dam)挤到第三位。
▲ 国际上水电站装机容量在1000MW以上的有198座，其间我国占有了60座，居国际总数的60/198=30%。其次为巴西、加拿大、俄罗斯。
▲ 国际上水电站装机容量在1000MW以上的有198座，其间我国占有了60座，居国际总数的60/198=30%。其次为巴西、加拿大、俄罗斯。
▲ 我国水电站装机容量在1000MW以上的有60座，首要在长江流域有30座，占有我国装机容量在1000MW以上水电站的一半。
▲ 从葛洲坝逆行而上，经由三峡大坝过长江支流，这是我国西电东输的主力，也是国际上最大的梯级发电站：长江干流有葛洲坝和三峡两个、乌江有10座、嘉陵江有16座、岷江有17座、大渡河25座、雅砻江有21座、金沙江有27座、木里河5座等约90座水电站。
▲ 塔吉克斯坦有国际上最高的天然塘坝乌索伊塘坝(Usoi Dam)，坝高567m，比现有最高的人工塘坝—锦屏一级大坝高出262m。乌索伊塘坝是1911年2月18日萨雷兹发生7.4级地震，沿穆尔加布河一个天然的滑坡坝堵塞了河流的活动构成的。它引发了大规模的山体滑坡，堵塞了穆尔加布河并构成了国际上最高的塘坝乌索伊大坝，构成了萨雷斯湖。但惋惜的是无水力发电的陈述。
▲ 2020年国际上最高高度逾越135m的塘坝有251座。现在最高的塘坝是锦屏一级大坝(Jinping-I Dam)，拱形塘坝，坝高305m。其次是塔吉克斯坦瓦赫什河上的努列克大坝(Nurek Dam)，300m。
▲现在国际上最高的大坝我国锦屏一级大坝(Jinping-I Dam)，坝高305m，但现已有三座正在制作的大坝预备逾越了。在建的罗贡大坝(Rogun Dam)将成为国际上最高的大坝，坐落塔吉克斯坦南部瓦赫什河(Vakhsh River)，坝高335m，开端施工1976年，估量2019-2029年投产，工程造价2–50亿美元，装机容量600-3600MW，年发电量17TWh。
其次是伊朗巴赫蒂亚里河在建的巴赫蒂亚里大坝(Bakhtiari Dam)，坝高325m，1500MW，工程造价20亿美元，年发电量3TWh。排行第三是我国大渡河上的双江口大坝(Shungjiangkou Dam),坝高312m。
▲ 国际上储水量最多的大坝是津巴布韦和赞比西的赞比西河(Zambezi River)上的卡里巴大坝(Kariba Dam)，1959年建成，储水量为180.6km3，其次为俄罗斯安加拉河上的布拉茨克大坝(Bratsk Dam)和加纳沃尔特湖阿科松博坝(Akosombo Dam)，库容169 km3。
▲ 我国储水量最多的是三峡大坝(Three Gorges Dam)，坐落长江干流上，2008年建成，储水量为39.3km3，居国际第27位。
▲ 国际上最大的坝体是巴基斯坦塔贝拉大坝(Tarbela Dam)，1976年建成，构筑物高达143米，大坝体积为153百万立方米，装机容量3478MW。
▲ 我国最大的坝体是三峡大坝(Three Gorges Dam)2008年建成，构筑物高达181米，大坝体积为27.4百万立方米，装机容量22500MW。国际排名第21位。
▲ 刚果河流域以刚果民主共和国为主。刚果民主共和国全国可开发装机容量1.2亿千瓦(120000 MW)，年发电量7740亿千瓦时(774TWh)。从海拔270米的金沙萨开端，至马塔迪一段，河槽狭隘，两岸陡立，水流湍急，最大水深达150米，落差约280米，且水流改变很有规则，这对开发水电极为有利。共规划了3级大型水电站，第1级为皮奥卡水电站(Pioka dam)，坐落刚果民主共和国和刚果共和国鸿沟;第2级大英加(Grand Inga Dam)和第3级马塔迪(Matadi dam)都在刚果民主共和国境内。皮奥卡水电站运用水头80米.方案装机30台，总容量2200万千瓦，年发电量1770亿千瓦时，刚果民主共和国和刚果共和国各得一半。马塔迪水电站运用水头50米，方案装机36台，总容量1200万千瓦，年发电量870亿千瓦时。其间英加急滩段，在25公里内落差100米，是国际上水能资源最会集的河段。
▲ 雅鲁藏布江是我国最长的高原河流，坐落西藏自治区境内，也是国际上海拔最高的大河之一。理论上雅鲁藏布江水电站建成后，装机容量达50000MW，发电量将是三峡大坝发电量(98.8 TWh)的3倍，到达300TWh，将是国际上发电量最大的发电站。
雅鲁藏布江在珞瑜区域出境流入印度后，改称“布拉马普特拉河”，流经孟加拉国后，改称“贾木纳河”，在其境内与恒河相汇后，注入印度洋的孟加拉湾。全长2104千米，西藏境内河长2057千米，总落差5435米，均匀坡降位居我国境内各大河流之首。流域呈东西向狭长形，东西最大长度1450余千米，南北最大宽度290千米，均匀海拔约4500米。地形西高东低，东南部最低。流域总面积240480平方千米，占西藏一切水系流域总面积的20%，约占西藏外流河水系总面积的40.8%，居我国各河流流域面积第五位。
▲ 依据2019年的数据，国际上人均耗电量最多的国家是冰岛(51699kWh/人)、挪威(23210 kWh/人)。冰岛靠地热发电和水力发电;而挪威依托水力发电使得水力发电占挪威电力出产结构的97%。
▲ 紧靠我国西藏的内陆国家尼泊尔和不丹的动力结构不是依托化石燃料，而是选用本国的丰厚水力资源，水力发电不光本国运用，并且还出口。
抽水蓄能式水力发电(Pumped-storage hydroelectricity)是一种储能方法，并不是电力的出产方法。当电力需求低时，多出的电力产能持续发电，推进电泵将水泵至高位贮存，到电力需求高时，便以高位的水作发电之用。此法能够改进发电机组的运用率，在商业上非常重要。
抽水蓄能是现代和未来清洁动力体系的重要组成部分。风能和太阳能等可再生动力的很多添加，加上它们替代了传统的发电机，给电网带来了越来越大的压力，并强调了抽水蓄能“水电池”的必要性。
▲ 水力发电量与抽水蓄能装机容量成正比的，并且跟抽水蓄能数量有关。2020年全球有68座在运转，并且有42座在建。
▲ 我国水力发电居国际之首，因而抽水蓄能电站的运转数和在建数均居国际第一。其次是日本和美国。
川流式水力发电(Run-of-the-river hydroelectricity，ROR)，也称作径流式水电，为一种虽借由水力但仅需求少数的水或不需贮存很多的水来进行发电的水力发电方法。川流式水力发电简直彻底不需求水的贮存，或仅需求兴修极小的储水设备，而在兴修小型储水设备时，这种储水设备便被称为调整池或是前池。因为没有大型储水设备的建置，川流式发电关于引证水源的季节性水量改变非常灵敏，因而川流式发电厂通常被界说为间歇性的电力(intermittent energy source)来历。而假如川流式发电厂中建置一座可在任何时刻调理水流量的调整池，将可作为一座调峰电厂或是基载电厂。
▲ 国际上最大的川流式水力发电站是巴西马德拉河上的杰瑞大坝(Jirau Dam)，坝高63m，坝长1500m，装机容量3075MW，2016年竣工。
▲ 国际上第三大的川流式水力发电站是美国哥伦比亚河上的约瑟夫酋长大坝(Chief Joseph Dam)，坝高72m，坝长1817m，装机容量为2620MW，年发电量9780GWh，1979年竣工。
▲ 我国最大的的川流式水力发电站是天生桥二级水电站(Tianshengqiao-II Dam)，坐落南盘江上，坝高58.7m，坝长471m，大坝体积4800000m3，装机容量为1320MW，1997年竣工。
潮汐发电(Tide power)是以因潮汐引致的海洋水位升降发电。一般都会建水库储内发电，但也有直接运用潮汐发生的水流发电。全球合适潮汐发电的当地并不多，英国有八处地合适，估量其潜能促以满意该国20%的电力需求。
▲ 北美洲第一座潮汐发电站是安纳波利斯潮汐电站(Annapolis Royal Generating Station)，坐落加拿大新斯科舍省安纳波利斯罗亚尔，在芬迪湾的入口处。装机容量20MW，1984年竣工。
▲ 印度古吉拉特邦方案制作南亚第一个商用潮汐发电站。在印度西海岸卡奇湾(Gulf of Kutch)装置装机容量为50MW的电站，2012年头开工。
▲ 拟建中的俄罗斯勘测加半岛品仁纳湾潮汐电站( Penzhin Tidal Power Plant Project)，装机容量达87100MW，年发电量可达200TWh，将成为国际上最大的潮汐电站。一旦品仁纳湾潮汐电站建成将是现在三峡发电站的装机容量的四倍。