A energia hidrelétrica é a energia que deriva do movimento da água. Este movimento faz parte do ciclo da água da Terra, que é a circulação contínua de água através do solo, oceanos e atmosfera. A quantidade de energia que a água em movimento fornece depende do volume em movimento e de sua velocidade. A água é uma das fontes de energia mais antigas. Civilizações antigas usavam energia hidrelétrica para irrigação e como mecanismo de moagem de grãos. No período moderno, a energia hidrelétrica fornece 20% da energia renovável do mundo.
Roda d'água
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As rodas d'água eram a forma mais comum de energia hidrelétrica, desde há mais de 4.000 anos até o século XIX. Eles converteram a energia da água corrente em um movimento rotativo. Esse movimento, então, acionou o movimento de pedras e alavancas para moer grãos, minério mineral e cortar madeira serrada. A roda fica horizontalmente ou verticalmente em água corrente, como um rio ou riacho. O fluxo de água forçou a roda a se mover quando atingiu as pás presas à estrutura externa da roda. A potência da água aumentava à medida que fluía através de canais estreitos ou bicos.
Turbinas
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As turbinas de água são um desenvolvimento da roda d'água e precursoras da geração de eletricidade moderna. Em vez de atingir uma pá fixa em uma roda, o fluxo de água ativa um rotor giratório que pode ter centenas de pás. Um eixo conecta os links do rotor a um turbogerador, que é um ímã gigante com um fio enrolado dentro dele. Uma corrente elétrica é gerada na turbina conforme o eixo gira.
Represas
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As barragens retêm grandes volumes de água que fluem dos rios e criam um reservatório atrás de um muro de contenção. Uma comporta é o cano, ou comporta, do fundo do reservatório, passando pela barragem, até uma turbina de água. A água do reservatório flui em alta pressão do reservatório para a turbina e gera eletricidade. A Barragem das Três Gargantas no rio Yangtze, na China, é a maior instalação hidrelétrica do mundo, onde o fluxo de água alimenta 32 turbinas.
Armazenamento Bombeado
Os operadores de usinas hidrelétricas podem armazenar energia durante os períodos de baixa demanda de eletricidade do cliente e liberá-la durante os períodos de pico de demanda, usando métodos de armazenamento por bomba. Durante os períodos de baixa demanda, a água que já fluiu pelas turbinas é bombeada de volta para um reservatório de armazenamento separado acima das turbinas. Essa água flui de volta pelas turbinas durante os períodos de pico de demanda. O sistema fornece uma inicialização rápida para geração de energia extra.