L'energia idroelettrica è energia che deriva dal movimento dell'acqua. Questo movimento fa parte del ciclo dell'acqua della Terra, che è la continua circolazione dell'acqua attraverso il suolo, gli oceani e l'atmosfera. La quantità di energia fornita dall'acqua in movimento dipende dal volume in movimento e dalla sua velocità. L'acqua è una delle più antiche fonti di energia. Le antiche civiltà usavano l'energia idroelettrica per l'irrigazione e come meccanismo di macinazione per il grano. Nel periodo moderno, l'energia idroelettrica fornisce il 20% dell'energia rinnovabile mondiale.
Ruota d'acqua
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Le ruote idrauliche erano la forma più comune di energia idroelettrica, da oltre 4.000 anni fa fino al XIX secolo. Hanno convertito l'energia dell'acqua che scorre in un movimento rotatorio. Questo movimento quindi alimentava il movimento di pietre e leve per macinare grano, minerali e tagliare legname. La ruota giaceva orizzontalmente o verticalmente nell'acqua corrente, come un fiume o un ruscello. Il flusso d'acqua ha costretto la ruota a muoversi quando ha colpito le palette fissate al telaio esterno della ruota. La potenza dell'acqua aumentava man mano che scorreva attraverso stretti canali o ugelli.
Turbine
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Le turbine idrauliche sono uno sviluppo della ruota idraulica e precursori della moderna generazione di elettricità. Invece di colpire una paletta fissa su una ruota, il flusso d'acqua attiva un rotore rotante che può avere centinaia di pale. Un albero ha collegato il rotore a un turbogeneratore, che è un magnete gigante con un filo avvolto al suo interno. Durante la rotazione dell'albero viene generata una corrente elettrica nella turbina.
dighe
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Le dighe trattengono grandi volumi d'acqua che scorrono dai fiumi e creano un serbatoio dietro un muro di contenimento. Una condotta forzata è il tubo, o paratoia, dal fondo del serbatoio, passando attraverso la diga, a una turbina idraulica. L'acqua del serbatoio scorre ad alta pressione dal serbatoio alla turbina e genera elettricità. La diga delle Tre Gole sul fiume Yangtze in Cina è la più grande installazione idroelettrica del mondo in cui il flusso d'acqua alimenta 32 turbine.
Stoccaggio pompato
I gestori delle centrali idroelettriche possono immagazzinare energia durante i periodi di bassa domanda di elettricità da parte dei clienti e rilasciarla durante i periodi di picco della domanda, utilizzando metodi di stoccaggio della pompa. Durante i periodi di bassa domanda, l'acqua che è già fluita attraverso le turbine viene pompata di nuovo in un serbatoio di stoccaggio separato sopra le turbine. Questa acqua rifluisce attraverso le turbine durante i periodi di picco della domanda. Il sistema fornisce un avvio rapido per la generazione di energia extra.
