Наиболее мощными и распространенными из электростанций данного вида являются гидроэлектростанции (ГЭС).
На ГЭС энергия водных потоков (рек, водопадов и т.д.) с помощью гидравлических турбин с вертикальными валами и соединенных с ними генераторами преобразуется в электрическую.
Различают плотинные и деривационные ГЭС.
Плотинные ГЭС сооружаются на равнинных реках. Плотины создают достаточный напор воды для работы станции. На горных реках с большими уклонами строят деривационные станции с сооружениями, направляющими воду в обход естественного русла реки: деривационные каналы, туннели, трубы.
Существуют также гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). На ГАЭС устанавливаются обратимые гидрогенераторы. В часы минимальной нагрузки энергосистемы генераторы ГАЭС переводят в двигательный режим, а турбины — в насосный.
В таком режиме гидроагрегаты перекачивают воду по трубопроводу из нижнего в верхний бассейн. В период максимальных нагрузок при дефиците генераторной мощности ГАЭС вырабатывает электроэнергию.
На ГЭС так же, как на КЭС, применяются блочные соединения генераторов и трансформаторов. Электроэнергия в энергосистему выдается на напряжениях 110—750 кВ.
ГЭС характеризуется относительно небольшим потреблением электрической энергии на собственные нужды, низкой себестоимостью вырабатываемой электроэнергии, высоким коэффициентом полезного Действия (85…90%).
При проектировании ГЭС одновременно с энергетическими решаются важные народнохозяйственные задачи: орошение земель, развитие судоходства, водоснабжение городов и промышленных предприятий.
На побережьях морей и океанов для получения электроэнергии на ГЭС может использоваться энергия приливов и отливов.
Ведутся работы по разработке солнечных электростанций. Современные фотопреобразователи обеспечивают преобразование солнечной энергии в электрическую с коэффициентом полезного действия до 20%. Малая плотность солнечного потока у земной поверхности (до 1 кВт/м2) и нерегулируемый его приход к земной поверхности затрудняет использование солнечной энергии. Перспективной представляется разработка космических солнечных электростанций.
В районах, богатых ветроэнергетическими ресурсами, геотермальной энергией (теплоземными недрами) для производства электроэнергии могут сооружаться ветряные электростанции и геоТЭС.
