De kracht van stromend en vallend water kan met behulp van een waterturbine in een draaiende beweging worden omgezet. Door de as van de turbine te koppelen aan een generator wordt elektriciteit opgewekt. De werking van deze generator is te vergelijken met een fietsdynamo.

Kleinschalige waterkracht
In Nederland zijn kan waterkrachtenergie niet uit een hoogteverschil of snelheid van het water gehaald worden, maar moet gehaald worden uit de enorme watermassa die in korte tijd passeert.

Het toerental is niet zo hoog als bij een ‘impuls’-turbine. Om dit toerental te versnellen wordt een tandwielkast voor de generator geplaatst. Omdat de aanvoer van het water benedenstrooms (dicht bij zee) veel regelmatiger is dan bovenstrooms is de aanleg van stuwmeren niet nodig. Het vermogen dat kan worden opgewekt in onze rivieren bedraagt van enkele MW’s tot een tiental MW.

Nederlandse rivieren worden als regenrivieren beschouwt, omdat ze voor het grootste deel afhankelijk zijn van de hoeveelheid neerslag. De gemiddelde opbrengst van een 10 MW-waterkrachtcentrale bedraagt in Nederland ca. 27 GWh per jaar. Dit staat gelijk aan het jaarlijkse elektriciteitsverbruik van 9.000 huishoudens.

Voor de Rijn (hoogteverschil 11 meter en een waterhoeveelheid van 1.200 tot 1.800 m3 per seconde) is het potentieel 1.200 MW. Voor de Maas (hoogteverschil 44 meter en een waterhoeveelheid van 250 m3 per seconde) is het potentieel dan 108 MW. Door het geringe hoogteverschil in de Rijn (die grotendeels overgaat in de Waal) kan dat potentiële vermogen niet aangewend worden. De situatie ligt anders voor de Maas en Nederrijn/Lek, die zouden zonder stuwen voor de scheepvaart te snel leeg stromen. En bij stuwen ontstaat een bruikbaar hoogteverschil over korte afstand. Het realistisch potentieel aan waterkracht in Nederland wordt geschat op 80 tot 110 MW. Dit komt ongeveer overeen met het jaarlijks elektriciteitsverbruik van 85.500 huishoudens.

De overheid heeft als doel gesteld dat er ongeveer 100 MW in 2020 opgesteld moet zijn aan waterkracht. Dit betekent elektriciteit voor ongeveer 95.000 huishoudens. Deze doelstelling moet overigens al in 2007 gehaald zijn en komt overeen met ongeveer 1% van de totale duurzame energie doelstelling voor het jaar 2020. Voor 2000 is het doel op ongeveer 40 MW gesteld.

De kostprijs van elektriciteit uit waterkracht is erg afhankelijk van de locatie van de waterkrachtcentrale. Per rivier en locatie zijn de valhoogte, de stromingssnelheid en de hoeveelheid beschikbaar water verschillend. De huidige kostprijs van een kilowattuur ligt rond de 9 cent. Ter vergelijking: de kostprijs van elektriciteit uit fossiele brandstoffen zoals gas en steenkool bedraagt ca. 4 cent per kilowattuur. Hierin zijn niet de zogenaamde ecotaks en andere externe milieukosten verrekend. In Nederland kan, door verdere technologieontwikkeling, nog een kostprijsreductie verwacht worden.

De gemiddelde investering voor een waterkrachtcentrale bedraagt € 3.200,- tot € 4.000,- per kW. Voor een middelgrote waterkrachtcentrale van 10 MW komt dit neer op een totaal van € 36 miljoen. Het onderhoud en beheer van de waterkrachtcentrale wordt jaarlijks geraamd op € 32,- per geïnstalleerde kW. Voor een middelgrote centrale komt dat jaarlijks op ongeveer € 320.000 neer.