Vannkraft er energi som kommer fra bevegelse av vann. Denne bevegelsen er en del av jordens vannsyklus, som er den kontinuerlige sirkulasjonen av vann gjennom bakken, havene og atmosfæren. Mengden energi som flytende vann gir avhenger av volumet i bevegelse og hastigheten. Vann er en av de eldste energikildene. Gamle sivilisasjoner brukte vannkraft til vanning, og som en slipemekanisme for korn. I den moderne perioden gir vannkraft 20 prosent av verdens fornybare energi.
Vannhjul
•••Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images
Vannhjul var den vanligste formen for vannkraft, fra over 4000 år siden gjennom 1800-tallet. De konverterte energien fra strømmende vann til en roterende bevegelse. Denne bevegelsen drev deretter bevegelsen av steiner og spaker for å male korn, mineralmalm og kutte tømmer. Hjulet lå horisontalt eller vertikalt i rennende vann, for eksempel en elv eller bekk. Vannstrøm tvang hjulet til å bevege seg når det traff padler festet til hjulets ytre ramme. Vannkraften økte etter hvert som den strømmet gjennom trange kanaler eller dyser.
Turbiner
•••Thinkstock Images / Comstock / Getty Images
Vannturbiner er en utvikling fra vannhjulet, og forløpere for moderne kraftproduksjon. I stedet for å treffe en fast padle på et hjul, aktiverer vannstrømmen en roterende rotor som kan ha hundrevis av kniver. En aksel festet rotorforbindelsene til en turbogenerator, som er en gigantisk magnet med en viklet ledning inne i den. En elektrisk strøm genereres i turbinen når sjakten svinger.
Dammer
•••China Photos / Getty Images Nyheter / Getty Images
Dammer legger store mengder vann som strømmer fra elver, og skaper et reservoar bak en støttemur. En penstock er røret, eller sluseporten, fra bunnen av reservoaret, som går gjennom demningen, til en vannturbin. Vann fra reservoaret strømmer ved høyt trykk fra reservoaret til turbinen og genererer elektrisitet. Three Gorges Dam ved Yangtze-elven i Kina er verdens største vannkraftanlegg der vannstrøm driver 32 turbiner.
Pumpet lagring
Vannkraftverkoperatører kan lagre energi i perioder med lavt behov for kunder, og frigjøre det i perioder med topp etterspørsel ved hjelp av pumpelagringsmetoder. I perioder med lav etterspørsel pumpes vann som allerede har strømmet gjennom turbiner tilbake til et eget lagringsreservoar over turbinene. Dette vannet strømmer tilbake gjennom turbinene i perioder med topp etterspørsel. Systemet gir en rask oppstart for ekstra kraftproduksjon.