Hidroenergija je energija koja proizlazi iz kretanja vode. Ovo je kretanje dio Zemljinog vodenog ciklusa, a to je kontinuirana cirkulacija vode kroz zemlju, oceane i atmosferu. Količina energije koju voda u pokretu ovisi o volumenu u pokretu i njegovoj brzini. Voda je jedan od najstarijih izvora energije. Drevne civilizacije koristile su hidroenergiju za navodnjavanje i kao mehanizam za mljevenje žita. U modernom razdoblju hidroenergija osigurava 20 posto svjetske obnovljive energije.
Vodenično kolo
•••Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images
Vodeni kotači bili su najčešći oblik hidroenergije, od prije više od 4000 godina do 19. stoljeća. Energiju tekuće vode pretvorili su u rotacijsko gibanje. Taj je pokret tada pokrenuo kretanje kamenja i poluga za mljevenje žitarica, mineralne rude i rezane građe. Kotač je ležao vodoravno ili okomito u tekućoj vodi, poput rijeke ili potoka. Protok vode prisilio je kotač da se pomiče kada je udario u lopatice pričvršćene na vanjski okvir kotača. Snaga vode povećavala se dok je tekla uskim kanalima ili mlaznicama.
Turbine
•••Thinkstock Images / Comstock / Getty Images
Vodene turbine razvoj su iz vodenog kotača i preteča su moderne proizvodnje električne energije. Umjesto da udara u fiksno veslo na kotaču, protok vode aktivira rotirajući rotor koji može imati stotine lopatica. Osovina je pričvrstila veze rotora na turbogenerator, koji je ogromni magnet s namotanom žicom unutar njega. Dok se osovina okreće, u turbini se stvara električna struja.
Brane
•••China Photos / Getty Images Vijesti / Getty Images
Brane zadržavaju velike količine vode koja teče iz rijeka i stvaraju rezervoar iza potpornog zida. Penstock je cijev ili zaporni otvor od dna rezervoara koji prolazi kroz branu do vodene turbine. Voda iz ležišta teče visokim tlakom iz rezervoara u turbinu i stvara električnu energiju. Brana Tri klisure na rijeci Yangtze u Kini najveća je hidroelektrana na svijetu gdje protok vode napaja 32 turbine.
Pumpirano skladište
Operatori hidroelektrana mogu skladištiti energiju tijekom razdoblja niske potražnje za električnom energijom kupaca i ispuštati je u razdobljima najveće potražnje, koristeći metode skladištenja pumpi. Tijekom razdoblja slabe potražnje, voda koja je već protjecala kroz turbine pumpa se natrag u zasebni rezervoar za skladištenje iznad turbina. Ta voda teče natrag kroz turbine tijekom razdoblja najveće potražnje. Sustav omogućuje brzo pokretanje za dodatnu proizvodnju energije.