A vízenergia a víz mozgásából származó energia. Ez a mozgás része a Föld vízforgalmának, amely a víz folyamatos keringése a talajon, az óceánokon és a légkörön keresztül. A mozgó víz által nyújtott energia mennyisége függ a mozgásban lévő térfogattól és annak sebességétől. A víz az egyik legrégebbi energiaforrás. Az ókori civilizációk vízenergiát alkalmaztak öntözésre, és őrlő mechanizmusként használták a gabonát. A modern időszakban a vízenergia biztosítja a világ megújuló energiájának 20 százalékát.
Vizimalom
•••Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images
A vízikerék volt a vízenergia leggyakoribb formája, több mint 4000 évvel ezelőttről a 19. századig. Rotációs mozgássá alakították az áramló víz energiáját. Ez a mozdulat ezután a kövek és a karok mozgását hajtotta végre a gabona, ásványi érc őrléséhez és a fűrészáru vágásához. A kerék vízszintesen vagy függőlegesen feküdt folyó vízben, például folyóban vagy patakban. A víz áramlása mozgásra kényszerítette a kereket, amikor a kerék külső keretéhez rögzített lapátokkal ütközött. A víz teljesítménye nőtt, amikor keskeny csatornákon vagy fúvókákon keresztül áramlott.
Turbinák
•••Thinkstock Images / Comstock / Getty Images
A vízturbinák a vízi kerék fejlesztései és a modern villamosenergia-termelés előfutárai. Ahelyett, hogy egy fix lapáttal ütközne egy kerékre, a vízáramlás aktivál egy forgó rotort, amelynek több száz pengéje lehet. A rotort egy tengely rögzíti egy turbogenerátorhoz, amely egy óriási mágnes, benne tekercselt huzallal. A tengely elfordulásakor elektromos áram keletkezik a turbinában.
Gátak
•••China Photos / Getty Images News / Getty Images
A gátak nagy mennyiségű vizet öntenek el, amelyek a folyókból áramlanak, és egy tározót hoznak létre a támfal mögött. A töltet a cső, vagy zsilip, a tározó aljától, a gáton áthaladva egy vízturbináig. A tározóból származó víz nagy nyomáson áramlik a tartályból a turbinába, és áramot termel. A Kínában, a Jangce folyón található Három-szoros gátja a világ legnagyobb vízerőmű-létesítménye, ahol a víz áramlása 32 turbinát hajt.
Szivattyús tárolás
A vízerőmű-üzemeltetők alacsony fogyasztói villamosenergia-igény esetén tárolhatják az energiát, csúcsigény esetén pedig szivattyútárolási módszerekkel szabadíthatják fel azokat. Az alacsony igényű időszakokban a turbinákon már átfolyott vizet visszaszivattyúzzák a turbinák fölötti külön tárolóba. Ez a víz a csúcsigény időszakában áramlik vissza a turbinákon. A rendszer gyors beindítást biztosít az extra áramtermelés érdekében.