1. Nhà máy thủy điện Tam Hiệp (Trung Quốc) - 22.500 MW
Thủy điện Tam Hiệp (Three Gorges) là dự án thủy điện lớn nhất thế giới, được xây dựng trên sông Dương Tử, ở tỉnh Hồ Bắc, miền trung Trung Quốc với tổng công suất lắp đặt là 22.500 MW. Thủy điện Tam Hiệp bao gồm 32 tổ máy, mỗi tổ máy công suất 700 MW và 2 tổ máy nhỏ hơn (mỗi tổ máy 50 MW). Sản lượng điện hằng năm của nhà máy ước đạt 85 tỉ kWh.
Đập Tam Hiệp dài 2,3 km, chiều cao 181m, được thiết kế để kiểm soát lũ lớn ở phần thượng lưu của sông Dương Tử bằng cách chuyển hướng chúng xuống hạ lưu. Khởi công xây dựng từ tháng 12/1994, đi vào hoạt động từ năm 2003, nhà máy thủy điện trị giá hơn 31 tỉ USD, đã tạo ra kỷ lục thế giới về sản lượng điện hằng năm từ một nhà máy thủy điện vào năm 2020, là 111,8 tỉ kWh.
Điện sản xuất từ thủy điện Tam Hiệp kết nối với hai đường dây truyền tải siêu cao áp là Tam Hiệp - Trường Châu và Tam Hiệp - Quảng Đông, truyền tải điện năng về phía đông (khu vực Thượng Hải) và phía nam (khu vực Quảng Đông).
Đập Tam Hiệp từng đón đỉnh lũ lớn nhất vào tháng 8/2020 kể từ khi nó đi vào hoạt động, làm dấy lên những lo ngại về hiệu quả chống lũ.
2. Nhà máy thủy điện Itaipu (Brazil và Paraguay) - 14.000 MW
Thủy điện Itaipu nằm trên sông Parana, chạy qua biên giới giữa Brazil và Paraguay, bắt đầu xây dựng từ năm 1975, với chi phí xây dựng 19,6 tỉ USD. Mỗi năm Itaipu tạo ra khoảng 70 tỉ kWh điện, cung cấp khoảng 15 - 17% năng lượng tiêu thụ của Brazil, 73 - 75% năng lượng tiêu thụ ở Paraguay.
Thủy điện Itaipu có tổng công suất lắp đặt là 14.000 MW, với 20 tổ máy phát điện, mỗi tổ máy có công suất 700 MW. Tổ máy đầu tiên phát điện vào năm 1984.
Đập Itaipu dài 7,23 km, chiều cao 196m. Năm 2016, nhà máy điện này từng giữ kỷ lục thế giới về sản lượng điện hằng năm, sản xuất 103,09 tỉ kWh. Đến cuối năm 2020, Itaipu đạt sản lượng tích lũy 2,77 tỉ MWh kể từ khi đi vào hoạt động.
3. Nhà máy thủy điện Xiluodu (Trung Quốc) - 13.860 MW
Thủy điện Xiluodu nằm trên sông Kim Sa (Jinsha), một nhánh của sông Dương Tử, thuộc địa phận 2 tỉnh Tứ Xuyên và Vân Nam, Trung Quốc, bắt đầu xây dựng từ năm 2005, đi vào hoạt động vào năm 2014. Thủy điện Xiluodu có tổng công suất lắp đặt là 13.860 MW, với 18 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 770 MW.
Xiluodu có một đập vòm cong kép bằng bê tông với chiều cao đập là 285,5m, chiều dài là 700m. Đập này ứng dụng công nghệ mô phỏng, công nghệ kiểm soát nhiệt độ, công nghệ định vị vệ tinh, công nghệ truyền thông tin,… để phán đoán, phân tích dữ liệu, điều chỉnh tự động. 7.200 thiết bị giám sát tiên tiến được chôn trong đập, có thể giám sát chính xác mọi hướng, thời gian và không gian.
Thủy điện Xiluodo là một trong những nguồn năng lượng tái tạo chính ở Trung Quốc, sản xuất trung bình 64 tỉ kWh mỗi năm.
4. Nhà máy thủy điện Belo Monte (Brazil) - 11.233 MW
Thủy điện Belo Monte nằm trên sông Xingu trong rừng nhiệt đới Amazon ở bang Para, Brazil. Với công suất lắp đặt 11.233 MW, sản xuất điện để đáp ứng 10% tổng mức tiêu thụ năng lượng của Brazil. Công suất lắp đặt tương đương khoảng 7% tổng công suất phát điện của cả quốc gia này.
Thủy điện Belo Monte có 18 tổ máy, Mỗi tổ máy có công suất 611,11 MW tại nhà máy chính. Ngoài ra, còn có 6 tổ máy 38,85 MW trong nhà máy phụ. Tổ máy đầu tiên phát điện vào tháng 5/2016 và nhà máy đã đạt công suất vận hành tối đa vào tháng 11/2019, với việc phát điện của tổ máy thứ 18.
Thủy điện Belo Monte có sản lượng điện trung bình năm khoảng 39,5 tỉ kWh.
5. Nhà máy thủy điện Guri (Venezuela) - 10.235 MW
Thủy điện Guri, còn gọi là thủy điện Simon Bolivar, có công suất lắp đặt 10.235 MW, nằm trên sông Caroni ở bang Bolivar, đông nam Venezuela, chiếm khoảng khoảng 70% nhu cầu năng lượng của quốc gia này.
Thủy điện Guri được xây dựng từ năm 1963 - 1969, bắt đầu hoạt động vào năm 1978, với nhà máy điện đầu tiên bao gồm 10 tổ máy phát điện; sau đó nhà máy điện thứ hai được xây dựng vào năm 1985 có thêm 10 tổ máy.
Đập Guri có chiều dài 7,42 km, chiều cao 162m, dung tích hồ chứa khoảng 135 tỉ m3. Tuy nhiên, tình trạng khô hạn trong nước đã ảnh hưởng đến sản xuất điện của thủy điện Guri nhiều lần trong những năm qua.
6. Nhà máy thủy điện Tucurui (Brazil) - 8.370 MW
Thủy điện Tucurui nằm trên sông Tocantins ở quận Tucurui, bang Para, Brazil, có tổng công suất là 8.370 MW. Hoạt động từ năm 1984, nó đáp ứng khoảng 8% tổng nhu cầu năng lượng của cả nước. Nhà máy gồm 25 tổ máy, là nhà máy thủy điện lớn đầu tiên trong rừng nhiệt đới Amazon của Brazil.
Việc xây dựng thủy điện Guri được chia thành hai giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên bắt đầu vào năm 1980, hoàn thành vào năm 1984; giai đoạn thứ hai bắt đầu năm 1998, hoàn thành vào năm 2010. Ở giai đoạn đầu tiên lắp đặt 14 tổ máy phát điện, giai đoạn thứ hai lắp đặt thêm 11 tổ máy.
Phần chính của đập Tucurui có chiều dài 6,9 km, chiều cao 78 m. Sản lượng điện trung bình hằng năm của Guri khoảng 21,4 tỉ kWh.
7. Nhà máy thủy điện Grand Coulee (Hoa Kỳ) - 6.809 MW
Thủy điện Grand Coulee nằm trên sông Columbia ở phía tây Spokane, Washington, Hoa Kỳ với công suất lắp đặt là 6.809 MW. Công trình thủy điện này sản xuất khoảng 35% tổng lượng điện tái tạo ở Mỹ và 6,1% tổng lượng điện của cả nước.
Grand Coulee được xây dựng từ năm 1933 đến năm 1942, ban đầu với hai nhà máy điện. Sau đó, nhà máy điện thứ ba tiếp tục xây dựng, hoàn thành vào năm 1974 để tăng cường sản xuất năng lượng. Đây là trung tâm sản xuất điện năng lớn nhất ở Hoa Kỳ và đập Grand Coulee cũng là một trong những công trình kiến trúc bê tông lớn nhất trên thế giới. Thủy điện Grand Coulee có sản lượng điện trung bình năm gần 21 tỉ kWh.
8. Nhà máy thủy điện Xiangjiaba (Trung Quốc) - 6.448 MW
Được xây dựng trên sông Kim Sa, một nhánh của sông Dương Tử ở phía tây nam Trung Quốc, thủy điện Xiangjiaba có sản lượng điện khoảng 30,7 tỉ kWh mỗi năm. Đập thủy điện này cùng với hồ chứa Tam Hiệp có nhiệm vụ kiểm soát lũ lụt ở khu vực trung lưu và hạ lưu sông Dương Tử. Đập Xiangjiaba là đập thủy điện lớn thứ ba của Trung Quốc sau đập Tam Hiệp và đập Xiluodu.
Thủy điện Xiangjiangba có 8 tổ máy, trong đó 4 tổ máy có công suất 812 MW/tổ máy và 4 tổ máy có công suất 800 MW/tổ máy, tổng công suất lắp đặt là 6.448 MW. Tổ máy đầu tiên bắt đầu phát điện vào tháng 10/2012, trong khi tổ máy cuối cùng phát điện vào tháng 7/2014.
Nguồn điện sản xuất từ thủy điện Xiangjiaba được kết nối với đường dây truyền tải điện siêu cao áp Xiangjiaba - Thượng Hải 800kV, dài gần 2.000 km để truyền tải đến Thượng Hải.
9. Nhà máy thủy điện Longtan (Trung Quốc) - 6.426 MW
Thủy điện Longtan nằm trên sông Hồng Thủy (Hongshui) ở khu tự trị Choang Quảng Tây của Trung Quốc. Đây là một thành phần quan trọng của dự án truyền tải điện Tây - Đông của Trung Quốc, tập trung vào phát triển các nguồn điện ở khu vực phía Tây và chuyển điện đến các tỉnh Giang Tô, Chiết Giang, Quảng Đông, cũng như Thượng Hải, Bắc Kinh, Thiên Tân, những nơi đang đối mặt với tình trạng thiếu điện.
Đập bê tông đầm lăn của Longtan có chiều dài 836m, chiều cao 216,5m, dài 836m, dung tích hồ chứa nước là 27,3 tỷ m3. Nhà máy điện có khả năng tạo ra 18,7 tỉ kWh mỗi năm.
Dự án bắt đầu được xây dựng vào tháng 7/2001. Nhà máy bao gồm 9 tổ máy, mỗi tổ máy công suất 714 MW, tổng công suất lắp đặt là 6.426 MW. Tổ máy đầu tiên vận hành thử nghiệm vào tháng 5/2007. Tổ máy thứ 9 và cuối cùng đi vào hoạt động vào năm 2009.
10. Nhà máy thủy điện Sayano-Shushenskaya (Nga) - 6.400 MW
Thủy điện Sayano-Shushenskaya công suất 6.400 MW trên sông Yenisei là nhà máy thủy điện lớn nhất ở Nga. Đập vòm trọng lực cao 242m có chiều dài đỉnh là 1,06 km và chiều rộng đỉnh đập là 25m.
Năm 2009, sự cố một trong các tổ máy của nhà máy Sayano-Shushenskaya dẫn đến hư hỏng của cả 10 tổ máy, với ít nhất ba trong số chúng bị phá hủy. Tháng 2/2010, nhà máy hoạt động trở lại song song với việc sửa chữa. Việc sửa chữa sau đó hoàn thành vào tháng 11/2014.
Thủy điện Sayano-Shushenskaya có 10 tổ máy, công suất mỗi tổ máy là 640 MW, tổng công suất lắp đặt là 6.400 MW. Sản lượng điện trung bình năm là 23,5 tỉ kWh.
-----
Cập nhật: Nhà máy thủy điện quy mô lớn khác đang xây dựng
Hai nhà máy thủy điện quy mô lớn đang được xây dựng trên sông Kim Sa, Trung Quốc là thủy điện Baihetan (công suất 16.000 MW); thủy điện Wudongde (công suất 10.200 MW). Hai tổ máy đầu tiên của thủy điện Baihetan đã vận hành vào năm 2019, còn tổ máy đầu tiên của thủy điện Wudongde đã vận hành vào tháng 6/2020. Thủy điện Baihetan dự kiến có sản lượng điện hằng năm hơn 62,44 tỉ kWh, trong khi thủy điện Wudongde ước tính sản xuất 38,91 tỉ kWh mỗi năm. Khi hai nhà máy thủy điện này đi vào hoạt động hoàn toàn (dự kiến năm 2022), top 10 nhà máy thủy điện lớn nhất thế giới sẽ có sự thay đổi.
