Vodná energia je energia, ktorá pochádza z pohybu vody. Tento pohyb je súčasťou vodného cyklu Zeme, čo je nepretržitá cirkulácia vody cez zem, oceány a atmosféru. Množstvo energie, ktoré poskytuje pohybujúca sa voda, závisí od objemu v pohybe a od jeho rýchlosti. Voda je jedným z najstarších zdrojov energie. Staroveké civilizácie využívali vodnú energiu na zavlažovanie a ako mlecí mechanizmus na obilie. V modernom období poskytuje vodná energia 20 percent obnoviteľnej energie na svete.
Vodné koleso
•••Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images
Vodné kolesá boli najbežnejšou formou vodnej energie od doby pred viac ako 4 000 rokmi cez 19. storočie. Energiu prúdiacej vody premenili na rotačný pohyb. Tento pohyb potom poháňal pohyb kameňov a pák na mletie obilia, minerálnej rudy a rezaného reziva. Koleso ležalo vodorovne alebo zvisle v tečúcej vode, napríklad v rieke alebo potoku. Tok vody prinútil koleso pohnúť sa, keď narazilo na lopatky pripevnené k vonkajšiemu rámu kolesa. Vodná energia sa zvyšovala, keď prúdila úzkymi kanálmi alebo dýzami.
Turbíny
•••Thinkstock Images / Comstock / Getty Images
Vodné turbíny sú vývojom z vodného kolesa a predchodcami modernej výroby elektriny. Namiesto toho, aby prúd vody narazil do pevnej lopatky, aktivuje otáčajúci sa rotor, ktorý môže mať stovky lopatiek. Hriadeľ pripevnený k rotoru je spojený s turbogenerátorom, čo je obrovský magnet so špirálovým drôtom vo vnútri. Pri otáčaní hriadeľa sa v turbíne vytvára elektrický prúd.
Priehrady
•••China Photos / Getty Images Novinky / Getty Images
Priehrady zadržiavajú veľké objemy vody, ktoré tečú z riek, a vytvárajú rezervoár za oporným múrom. Uzávierka je potrubie alebo stavidlo z dolnej časti nádrže prechádzajúcej cez priehradu k vodnej turbíne. Voda zo zásobníka prúdi pod vysokým tlakom zo zásobníka do turbíny a vyrába elektrinu. Priehrada Tri rokliny na rieke Yangtze v Číne je najväčšou vodnou elektrárňou na svete, kde prúdenie vody poháňa 32 turbín.
Prečerpávané zásoby
Prevádzkovatelia vodných elektrární môžu akumulovať energiu v obdobiach nízkeho odberu elektriny zákazníkom a uvoľňovať ju v obdobiach špičkového odberu pomocou metód skladovania čerpadiel. V obdobiach nízkeho dopytu sa voda, ktorá už pretiekla turbínami, prečerpáva späť do samostatného zásobníka nad turbínami. Táto voda prúdi späť cez turbíny počas období špičkového dopytu. Systém poskytuje rýchle spustenie pre ďalšiu výrobu energie.