Hüdroenergia on energia, mis tuleneb vee liikumisest. See liikumine on osa Maa veeringlusest, milleks on vee pidev ringlus läbi maa, ookeanide ja atmosfääri. Liikuva vee energiahulk sõltub liikuvast mahust ja selle kiirusest. Vesi on üks vanimaid energiaallikaid. Iidsed tsivilisatsioonid kasutasid niisutamiseks hüdroenergiat ja teravilja jahvatusmehhanismi. Kaasaegsel perioodil annab hüdroenergia 20 protsenti kogu maailma taastuvenergiast.
Veeratas
•••Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images
Vesirattad olid kõige tavalisem hüdroenergia vorm, alates 4000 aasta tagusest kuni 19. sajandini. Nad muundasid voolava vee energia pöördliikumiseks. See liikumine andis seejärel tõuke kivide ja kangide liikumiseks tera, mineraalimaagi ja saematerjali lõikamiseks. Ratas lebas horisontaalselt või vertikaalselt voolavas vees, näiteks jões või ojas. Veevool sundis ratta liikuma, kui see põrkas ratta välimisele raamile kinnitatud labadele. Vee võimsus kasvas, kui see voolas läbi kitsaste kanalite või düüside.
Turbiinid
•••Thinkstock Images / Comstock / Getty Images
Veeturbiinid on areng veerattalt ja kaasaegse elektritootmise eelkäijad. Fikseeritud mõla rattale löömise asemel aktiveerib veevool pöörleva rootori, millel võib olla sadu labasid. Rootori külge kinnitatud võll ühendub turbogeneraatoriga, mis on hiigelmagnet, mille sees on keerdunud traat. Võlli pöörlemisel tekib turbiinis elektrivool.
Tammid
•••Hiina fotod / Getty Images News / Getty Images
Tammid eraldavad suurtes kogustes vett, mis voolab jõgedest, ja loovad reservuaari tugiseina taha. Aedik on toru või lüüsivärav reservuaari põhjast, läbides tammi veeturbiinini. Veehoidla vesi voolab kõrgel rõhul reservuaarist turbiinini ja toodab elektrit. Hiinas Jangtse jõel asuv kolme kurgu tamm on maailma suurim hüdroelektrijaam, kus veevool töötab 32 turbiini.
Pumbaga ladustamine
Hüdroelektrijaamade operaatorid saavad pumba ladustamise meetodite abil energiat salvestada klientide vähese elektrivajaduse korral ja maksimaalse nõudluse korral seda vabastada. Väikese nõudlusega perioodidel pumbatakse turbiinide kaudu juba voolanud vesi tagasi turbiinide kohal asuvasse eraldi hoidlasse. See vesi voolab maksimaalse nõudluse perioodil läbi turbiinide tagasi. Süsteem võimaldab kiiret käivitamist täiendavaks elektritootmiseks.