저수지 수력 발전이라고도 하는 저류 수력 발전은 가장 일반적인 유형의 수력 발전입니다. 저수지나 대형 댐과 같은 저류 시설을 활용해 물을 저장했다가 필요할 때 터빈을 통해 방류하여 전기를 생산합니다.

이러한 유형의 수력 발전은 대규모 발전에 도움이 됩니다. 저류 시설은 많은 양의 물을 저장하므로 상당한 양의 전력을 생산할 수 있습니다. 물이 안정적으로 저장되기 때문에 저류 수력 발전은 신뢰할 수 있고 예측 가능한 에너지원으로 간주됩니다. 그러나 가뭄이 발생하면 발전이 영향을 받을 수 있습니다.

양수 수력 발전은 서로 다른 고도에 있는 스테이션 간에 물을 이동하는 것을 포함합니다. 이러한 시설은 수요가 적은 시간대에 낮은 고도의 물을 높은 고도로 끌어올리고, 수요가 많은 시간대에 다시 내려보내 전기를 생산합니다.

이 유형의 수력 발전소는 배터리처럼 작동하여 다른 에너지원(예: 태양열, 풍력 및 원자력)에서 생성된 에너지를 나중에 사용할 수 있도록 저장합니다. 이러한 저장 시스템은 네트워크 내에서 부하를 분산하는 방법을 제공합니다. 저장된 에너지는 갑작스러운 수요 급증을 충족하거나 간헐적인 재생 가능 에너지원(예: 풍력 및 태양열)이 에너지를 충분히 생산하지 못하는 경우 이를 보완하는 데 사용될 수 있습니다. 하지만 수역의 높이가 다른 적절한 장소를 찾기가 어려울 수 있습니다.

일반적으로 하천 유수력 발전으로 알려진 전환 기반 시스템은 물 저장 공간이 거의 또는 전혀 필요하지 않습니다. 대신, 강의 자연적인 흐름과 낙차를 이용해 운하나 펜스톡을 통해 터빈으로 전환하여 재생 가능한 전기를 생산합니다. 전환 수력 발전의 소규모 수력 발전소는 강물의 자연적인 낙차가 발전에 적합한 강한 흐름을 제공하는 산악 지역에서 가장 많이 볼 수 있습니다.

이러한 수력 발전 시설은 일반적으로 대규모 저수지가 필요하지 않고 자연 생태계에 미치는 영향이 적기 때문에 저수 시설보다 환경 발자국이 더 작습니다. 하지만 소규모로 운영되기 때문에 전체적으로 전력 생산량이 적습니다. 또한 강물의 흐름에 따라 생산량이 달라지기 때문에 특히 계절에 따라 강수량이 달라지는 지역에서는 더 큰 변동성을 보일 수 있습니다.

위에서 설명한 수력 발전 유형은 대부분의 기존 시설에 적용되지만, 일부 다른 변형도 사용되고 있습니다. 예를 들어, 일부 시설에서는 조수 간만의 차를 이용해 전기를 생산하기도 합니다. 마이크로 수력 발전은 소규모 공동체, 단독 주택 또는 오지에 있는 시설을 위해 전력을 생산하도록 설계된 소규모 시스템을 가리키는 용어입니다. 유수형 발전이거나 작은 저수지를 보유하고 있을 수 있습니다.

중국은 356,000메가와트 이상의 설치 용량을 갖춘 세계 최대 수력 발전 국가입니다. 중국은 세계에서 가장 큰 수력 발전 프로젝트인 싼샤댐을 비롯해 수력 발전 프로젝트에 막대한 투자를 해왔습니다. 양쯔강에 위치한 싼샤댐은 2012년에 완공되었으며 용량은 22.5기가와트입니다.

수력 발전소 및 기타 에너지원은 미국에서 생산되는 전력의 약 6%를 차지합니다.² 워싱턴주 컬럼비아강에 있는 그랜드쿨리댐은 약 6.8기가와트의 발전 용량을 갖춘 미국 최대의 수력 발전 프로젝트입니다. 하지만 세계에서 가장 잘 알려진 수력 발전 프로젝트는 아마도 후버댐일 것입니다. 애리조나와 네바다의 경계에 위치한 이 발전소는 1936년에 완공되었으며, 용량은 약 2기가와트입니다. 이 댐은 네바다, 애리조나, 캘리포니아의 공공 및 민간 유틸리티에 전력을 공급할 뿐만 아니라, 관개를 위해 물의 흐름을 조절하고 홍수 조절 기능도 제공합니다.

유럽에서는 수력 발전이 재생 에너지의 중요한 원천으로, 유럽 연합 전력 생산량의 12% 이상을 차지합니다.³ 예를 들어 노르웨이는 전체 전력의 90% 이상을 수력 발전으로 생산합니다.⁴ 용량 측면에서 유럽에서 가장 큰 수력 발전 프로젝트는 러시아의 사야노-슈셴스카야댐입니다. 6.4기가와트 용량을 갖춰 세계에서 7번째로 큰 수력 발전소입니다.

남미 대륙에는 몇 가지 주요 수력 발전 프로젝트가 있습니다. 브라질과 파라과이가 파라나 강에서 공동으로 건설하는 이타이푸댐은 세계 최대의 수력 에너지 발전소 중 하나입니다. 설치된 발전 용량은 14기가와트입니다. 베네수엘라의 구리댐은 시몬 볼리바르 수력 발전소로도 알려져 있으며, 약 10.2기가와트의 용량으로 국가 전력의 80%를 공급합니다.

아프리카의 많은 국가들은 증가하는 에너지 수요를 충족하기 위한 방법으로 수력 발전으로 눈을 돌리고 있습니다. 에티오피아 그랜드르네상스댐과 콩고 민주 공화국의 잉가댐과 같은 프로젝트는 아프리카 대륙에 상당한 양의 재생 에너지를 공급할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 이집트의 나일강에 있는 아스완하이댐은 아프리카에서 가장 큰 수력 발전 프로젝트 중 하나입니다. 1970년에 완공된 이 발전소는 약 2.1기가와트의 발전 용량을 갖추고 있습니다. 이 댐은 관개를 위한 물 저장량을 늘리고 수력 발전을 생산함으로써 국가의 농업과 경제에 영향을 주었습니다.