Vandkraft er energi, der stammer fra vandets bevægelse. Denne bevægelse er en del af jordens vandcyklus, som er den kontinuerlige cirkulation af vand gennem jorden, havene og atmosfæren. Mængden af energi, som bevægeligt vand giver, afhænger af volumen i bevægelse og dets hastighed. Vand er en af de ældste energikilder. Gamle civilisationer brugte vandkraft til kunstvanding og som en slibemekanisme for korn. I den moderne periode leverer vandkraft 20 procent af verdens vedvarende energi.
Vandmølle
•••Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images
Vandhjul var den mest almindelige form for vandkraft fra over 4.000 år siden gennem det 19. århundrede. De konverterede energien fra strømmende vand til en roterende bevægelse. Denne bevægelse drev derefter bevægelsen af sten og håndtag til at male korn, mineralmalm og skære tømmer. Hjulet lå vandret eller lodret i strømmende vand, såsom en flod eller strøm. Vandstrøm tvang hjulet til at bevæge sig, når det ramte padler fastgjort til hjulets udvendige ramme. Vandkraften steg, da den strømmede gennem smalle kanaler eller dyser.
Turbiner
•••Thinkstock Images / Comstock / Getty Images
Vandturbiner er en udvikling fra vandhjulet og forløbere for moderne elproduktion. I stedet for at ramme en fast padle på et hjul, aktiverer vandstrømmen en roterende rotor, der kan have hundreder af knive. En aksel fastgjort rotorforbindelserne til en turbogenerator, som er en kæmpe magnet med en viklet ledning inde i den. Der genereres en elektrisk strøm i turbinen, når akslen drejer.
Dæmninger
•••Kina Fotos / Getty Images Nyheder / Getty Images
Dæmninger opsamler store mængder vand, der strømmer fra floder, og skaber et reservoir bag en støttemur. En penstock er røret eller sluseporten fra bunden af reservoiret, der passerer gennem dæmningen, til en vandturbine. Vand fra reservoiret strømmer ved højt tryk fra reservoiret til turbinen og genererer elektricitet. Three Gorges Dam ved Yangtze-floden i Kina er verdens største vandkraftanlæg, hvor vandstrømmen driver 32 vindmøller.
Pumpet opbevaring
Vandkraftværksoperatører kan lagre energi i perioder med lavt behov for kunders elektricitet og frigive den i perioder med maksimal efterspørgsel ved hjælp af pumpelagringsmetoder. I perioder med lav efterspørgsel pumpes vand, der allerede har strømt gennem vindmøller, tilbage til et separat opbevaringsreservoir over møllerne. Dette vand strømmer tilbage gennem møllerne i perioder med høj efterspørgsel. Systemet giver en hurtig opstart til ekstra elproduktion.