Hidroenerģija ir enerģija, kas rodas no ūdens kustības. Šī kustība ir daļa no Zemes ūdens cikla, kas ir nepārtraukta ūdens cirkulācija caur zemi, okeāniem un atmosfēru. Enerģijas daudzums, ko nodrošina kustīgais ūdens, ir atkarīgs no kustības tilpuma un tā ātruma. Ūdens ir viens no vecākajiem enerģijas avotiem. Senās civilizācijas izmantoja hidroenerģiju apūdeņošanai un kā graudu malšanas mehānismu. Mūsdienās hidroenerģija nodrošina 20 procentus no pasaules atjaunojamās enerģijas.
Ūdens ritenis
•••Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images
Ūdens riteņi bija visizplatītākā hidroenerģijas forma no vairāk nekā 4000 gadiem līdz 19. gadsimtam. Viņi pārveidoja plūstoša ūdens enerģiju rotācijas kustībā. Pēc tam šī kustība veicināja akmeņu un sviru kustību graudu, minerālu rūdas malšanai un zāģmateriālu zāģēšanai. Ritenis horizontāli vai vertikāli gulēja tekošā ūdenī, piemēram, upē vai straumē. Ūdens plūsma piespieda riteni kustēties, kad tas ietriecās lāpstiņās, kas piestiprinātas pie riteņa ārējā rāmja. Ūdens jauda palielinājās, plūstot pa šauriem kanāliem vai sprauslām.
Turbīnas
•••Thinkstock Images / Comstock / Getty Images
Ūdens turbīnas ir ūdens rata attīstība un mūsdienu elektrības ražošanas priekšgājēji. Tā vietā, lai trāpītu uz riteņa fiksētu lāpstiņu, ūdens plūsma aktivizē vērpšanas rotoru, kam var būt simtiem asmeņu. Rotora saites piestiprina vārpsta ar turbogeneratoru, kas ir milzīgs magnēts, kura iekšpusē ir savīta stieple. Kad vārpsta pagriežas, turbīnā rodas elektriskā strāva.
Dambji
•••China Photos / Getty Images News / Getty Images
Dambji aiztur lielu daudzumu ūdens, kas plūst no upēm, un aiz atbalsta sienas izveido rezervuāru. Pildspalva ir caurule vai slūžas vārti no rezervuāra apakšas, kas iet caur aizsprostu, līdz ūdens turbīnai. Ūdens no rezervuāra ar lielu spiedienu plūst no rezervuāra uz turbīnu un rada elektrību. Trīs aizu aizsprosts pie Jandzi upes Ķīnā ir pasaulē lielākā hidroelektrostacija, kurā ūdens plūsma darbina 32 turbīnas.
Sūknēta uzglabāšana
Hidroelektrostaciju operatori var uzglabāt enerģiju laikā, kad klientam ir mazs elektroenerģijas pieprasījums, un izlaist to maksimālā pieprasījuma laikā, izmantojot sūkņu uzglabāšanas metodes. Zema pieprasījuma periodos ūdens, kas jau ir izplūdis caur turbīnām, tiek sūknēts atpakaļ atsevišķā uzglabāšanas rezervuārā virs turbīnām. Šis ūdens plūst atpakaļ caur turbīnām maksimālā pieprasījuma periodos. Sistēma nodrošina ātru palaišanu papildu enerģijas ražošanai.