Vodní energie je energie, která pochází z pohybu vody. Tento pohyb je součástí zemského vodního cyklu, což je nepřetržitý oběh vody zemí, oceány a atmosférou. Množství energie, které poskytuje pohybující se voda, závisí na objemu v pohybu a jeho rychlosti. Voda je jedním z nejstarších zdrojů energie. Starověké civilizace používaly vodní energii k zavlažování a jako mlecí mechanismus pro obilí. V moderní době poskytuje vodní energie 20 procent světové obnovitelné energie.
Vodní kolo
•••Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images
Vodní kola byla nejběžnější formou vodní energie od doby před více než 4000 lety do 19. století. Převedli energii tekoucí vody na rotační pohyb. Tento pohyb poté poháněl pohyb kamenů a pák k mletí obilí, minerální rudy a řezaného dřeva. Kolo leželo vodorovně nebo svisle v tekoucí vodě, jako je řeka nebo potok. Proud vody přinutil kolo pohnout se, když narazilo na lopatky připevněné k vnějšímu rámu kola. Síla vody rostla, když protékala úzkými kanály nebo tryskami.
Turbíny
•••Thinkstock Images / Comstock / Getty Images
Vodní turbíny jsou vývojem z vodního kola a předchůdci moderní výroby elektřiny. Spíše než nárazem na pevnou lopatku na kole aktivuje tok vody rotující rotor, který může mít stovky lopatek. Hřídel připojená k rotoru je spojena s turbogenerátorem, což je obrovský magnet se stočeným drátem uvnitř. Při otáčení hřídele je v turbíně generován elektrický proud.
Přehrady
•••China Photos / Getty Images News / Getty Images
Přehrady zadržují velké objemy vody vytékající z řek a vytvářejí nádrž za opěrnou zdí. Uzávěr je potrubí nebo stavidlo z dna nádrže, procházející přes přehradu, k vodní turbíně. Voda ze zásobníku proudí pod vysokým tlakem ze zásobníku do turbíny a vyrábí elektřinu. Přehrada Tři soutěsky na řece Yangtze v Číně je největší vodní elektrárna na světě, kde proud vody pohání 32 turbín.
Přečerpávací zařízení
Provozovatelé vodních elektráren mohou ukládat energii během období nízké poptávky zákazníka po elektřině a uvolňovat ji během období špičkové poptávky pomocí metod skladování čerpadla. Během období nízké poptávky je voda, která již protékala turbínami, čerpána zpět do samostatného zásobníku nad turbínami. Tato voda proudí zpět turbínami během období špičkové poptávky. Systém poskytuje rychlé spuštění pro extra výrobu energie.