Хидроелектрична енергија је облик енергије који користи снагу воде у кретању — као што је вода која тече преко водопада — за производњу електричне енергије. Људи су користили ову сангу воде миленијумима. Пре више од две хиљаде година, људи у старој Грчкој су користили текућу воду да би покретали точак свог млина како би могли да самељу пшеницу у брашно.
Хидроенергија је постала извор електричне енергије крајем 19. века, неколико деценија након што је британско-амерички инжењер Џејмс Френсис развио прву модерну водену турбину. Године 1882. прва хидроелектрана на свету почела је да ради у Сједињеним Државама дуж реке Фокс у Еплтону, Висконсин
Хидроенергија је 2021 године била највећи извор укупне годишње производње обновљиве електричне енергије у Свету.
У нашој земљи се више од једног века водотокови користе за производњу електричне енергије. Још давне 1900. године почела је са радом Хидроелектрана „Под градом” у Ужицу на Ђетињи, прва електрана у Србији заснована на Теслиним принципима наизменичне струје, и то само четири године након почетка рада хидроелектране на Нијагари. Ова електрана и дансас производи електричну енергију.
Хидроенергија је обновљиви извор енергије који је један од комерцијално најразвијенијих. Постоји неколико типова ових електрана : акумулационе, проточне и реверзибилно – акумулационе.
Неке хидроелектране користе бране, а неке не.
Остале бране се користе за рекреацију, рибњаке са, контролу поплава, водоснабдевање и наводњавање.
Хидроелектране могу различитих величина од малих система погодних за једну кућу или село до великих хидроелектрана које напајају читаве градове.
Акумулационе хидроелектране
Акумулационе хидроелектране, користе погодну конфигурацију тла за преграђивање водотока тј заустављање тока браном, што доводи до стварања великог акумулационог језера узводно од бране које садржи велике количине воде. Ово представља енергетски резервоар, али се може користити и за друге намене (наводњавање, риболов итд.). Ниво воде у акумулационом језеру зависи од много фактора и постоје велике годишње варијације у количини дотока воде. Акумулација има потенцијалну енергију која је резултат висинске разлике између горњег нивоа језера и тачке монтаже турбина и генератора, која се претвара у кинетичку енергију воде која покреће лопатице турбине. Вода се из акумулационог језера може пустити да би се задовољиле променљиве потребе за електричном енергијом или друге потребе, као што су контрола поплава, рекреација, пролаз риба и друге потребе животне средине и квалитета воде.
Проточне хидроелектране
Проточне хидроелектране су јединствене јер не користи брану. Уместо тога, користе низ канала или цеви да би се искористио природни пад надморске висине речног корита за производњу енергије и да каналишу текућу речну воду ка турбинама које напајају генераторе. Цевовод је затворена цев која каналише ток воде до турбина са протоком воде регулисаним капијама, вентилима и турбинама. У задњих пар деценија започет је развој такозваних потапајућих хидроелектрана. Код ових електрана се турбине постављају испод површине речног тока и користе брзину воденог тока за генерисање електричне енергије.
Хидроелектрана Ђердап је систем од једне бранске и једне речне-проточне хидроелектране, „Ђердап I“ и „Ђердап II“, које су изграђене на реци Дунав на изласку из Ђердапске клисуре, на српско-румунској граници, тако да припада Србији и Румунији.
Реверзибилне хидроелектране
Реверзибилна хидроелектрана је по конструкцији слична акумулационој хидроелектрани, али има велике пумпе које враћају воду која протекне кроз брану у акумулационо језеро у временима мање потрошње електричне енергије и на тај начин чувају акумулациони потенцијал језера (ради као џиновска батерија).
На овај начин се у ствари може складиштити електрична енергија произведена из других извора енергије, попут сунца, ветра или нуклеарне енергије, за каснију употребу. Ови објекти складиште енергију пумпањем воде из резервоара на нижој надморској висини у резервоар на вишој надморској висини.
Када је потражња за електричном енергијом мала, објекат складишти енергију пумпањем воде из доњег резервоара у горњи резервоар. Током периода велике потражње за електричном енергијом, вода се пушта назад у доњи резервоар и окреће турбину, стварајући електричну енергију.
Ове електране служе и за балансирање производње и потрошње у електричној мрежи.
Реверзибилна хидроелектрана РХЕ „Бајина Башта“ изграђена је у саставу ХЕ „Бајина Башта“ састоји се од доњег резервоара (постојећи резервоар ХЕ „Бајина Башта“), напојно-одводног система, два реверзибилна агрегата од по 307 MW, горњим резервоарима и бранама.
Максимална снага електране у генераторском режиму је 614 MW, са просечном годишњом производњом од око 800 милиона до милијарду киловат сати електричне енергије. Максимална улазна снага у пумпном режиму је 620 MW.