Waterkracht is energie die voortkomt uit de beweging van water. Deze beweging maakt deel uit van de watercyclus van de aarde, de continue circulatie van water door de grond, oceanen en atmosfeer. De hoeveelheid energie die bewegend water levert, hangt af van het bewegende volume en de snelheid ervan. Water is een van de oudste energiebronnen. Oude beschavingen gebruikten waterkracht voor irrigatie en als maalmechanisme voor graan. In de moderne tijd levert waterkracht 20 procent van 's werelds hernieuwbare energie.
Waterrad
•••Hemera Technologies/AbleStock.com/Getty Images
Waterwielen waren de meest voorkomende vorm van waterkracht, van meer dan 4.000 jaar geleden tot de 19e eeuw. Ze zetten de energie van stromend water om in een roterende beweging. Deze beweging dreef vervolgens de beweging van stenen en hefbomen aan om graan, mineraalerts en hout te hakken. Het wiel lag horizontaal of verticaal in stromend water, zoals een rivier of beek. De waterstroom dwong het wiel te bewegen toen het peddels raakte die aan het externe frame van het wiel waren bevestigd. De waterkracht nam toe naarmate het door nauwe kanalen of sproeiers stroomde.
Turbines
•••Thinkstock Images/Comstock/Getty Images
Waterturbines zijn een ontwikkeling van het waterrad en voorlopers van de moderne elektriciteitsopwekking. In plaats van een vaste peddel op een wiel te raken, activeert de waterstroom een draaiende rotor die honderden bladen kan hebben. Een as bevestigde de rotor met een turbogenerator, een gigantische magneet met een opgerolde draad erin. Bij het draaien van de as wordt in de turbine een elektrische stroom opgewekt.
Dammen
•••China Foto's/Getty Images Nieuws/Getty Images
Dammen houden grote hoeveelheden water vast dat uit rivieren stroomt en creëren een reservoir achter een keermuur. Een penstock is de pijp, of sluisdeur, van de bodem van het reservoir, die door de dam gaat, naar een waterturbine. Water uit het reservoir stroomt onder hoge druk van het reservoir naar de turbine en wekt elektriciteit op. De Three Gorges Dam aan de Yangtze-rivier in China is 's werelds grootste hydro-elektrische installatie waar de waterstroom 32 turbines aandrijft.
Pompopslag
Exploitanten van waterkrachtcentrales kunnen energie opslaan tijdens perioden met een lage elektriciteitsvraag van klanten en deze weer vrijgeven tijdens perioden van piekvraag, met behulp van pompopslagmethoden. Bij weinig vraag wordt water dat al door turbines is gestroomd teruggepompt naar een apart opslagreservoir boven de turbines. Dit water stroomt terug door de turbines tijdens piekmomenten. Het systeem zorgt voor een snelle opstart voor extra stroomopwekking.