Vesivoima on energiaa, joka saadaan veden liikkeestä. Tämä liike on osa maapallon vesikiertoa, joka on veden jatkuva liikkuminen maan, valtamerien ja ilmakehän läpi. Liikkuvan veden tuottama energiamäärä riippuu liikkuvasta tilavuudesta ja sen nopeudesta. Vesi on yksi vanhimmista energialähteistä. Muinaiset sivilisaatiot käyttivät vesivoimaa kasteluun ja viljan jauhamismekanismina. Nykyaikana vesivoima tuottaa 20 prosenttia maailman uusiutuvasta energiasta.
Vesipyörä
•••Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images
Vesipyörät olivat yleisin vesivoiman muoto yli 4000 vuotta sitten 1800-luvulle saakka. He muuntivat virtaavan veden energian pyöriväksi liikkeeksi. Sitten tämä liike sai aikaan kivien ja vipujen liikkeen viljan, mineraalimalmin jauhamiseksi ja puutavaran leikkaamiseksi. Pyörä makasi vaaka- tai pystysuorassa virtaavassa vedessä, kuten joessa tai virrassa. Veden virtaus pakotti pyörän liikkumaan, kun se osui pyörän ulkokehykseen kiinnitettyihin meloihin. Vesiteho kasvoi, kun se virtaa kapeiden kanavien tai suuttimien läpi.
Turbiinit
•••Thinkstock Images / Comstock / Getty Images
Vesiturbiinit ovat vesipyörän kehitys ja nykyaikaisen sähköntuotannon edeltäjät. Sen sijaan, että lyödä kiinteää meloa pyörään, vesivirta aktivoi pyörivän roottorin, jolla voi olla satoja teriä. Roottorin kiinnittämä akseli linkittää turbogeneraattoriin, joka on jättimäinen magneetti, jonka sisällä on kelattu lanka. Turbiinissa syntyy sähkövirta akselin kääntyessä.
Padot
•••Kiinan valokuvat / Getty Images -uutiset / Getty Images
Patot peittävät suuria määriä vettä, jotka virtaavat jokista, ja muodostavat säiliön tukimuurin taakse. Kynän varsi on putki tai sulkuportti säiliön pohjalta, joka kulkee padon läpi vesiturbiiniin. Säiliöstä tuleva vesi virtaa suurella paineella säiliöstä turbiiniin ja tuottaa sähköä. Kolmen rotkon pato Jangtse-joella Kiinassa on maailman suurin vesivoimalaitos, jossa vesivirta käyttää 32 turbiinia.
Pumpattu varastointi
Vesivoimalaitosoperaattorit voivat varastoida energiaa asiakkaan vähäisen sähkönkulutuksen aikana ja vapauttaa sitä huippukysynnän aikana pumpun varastointimenetelmillä. Vähäisen kysynnän aikana turbiinien läpi jo virtaanut vesi pumpataan takaisin erilliseen varastosäiliöön turbiinien yläpuolelle. Tämä vesi virtaa takaisin turbiinien läpi huippukysynnän aikana. Järjestelmä tarjoaa nopean käynnistymisen ylimääräistä sähköntuotantoa varten.