Hidroenergija je energija, ki izhaja iz gibanja vode. To gibanje je del vodnega kroga Zemlje, ki je neprekinjeno kroženje vode skozi tla, oceane in ozračje. Količina energije, ki jo zagotavlja gibljiva voda, je odvisna od prostornine v gibanju in njene hitrosti. Voda je eden najstarejših virov energije. Stare civilizacije so uporabljale hidroelektrarne za namakanje in kot mehanizem za mletje žita. V sodobnem obdobju hidroelektrarne zagotavljajo 20 odstotkov svetovne obnovljive energije.
Vodno kolo
•••Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images
Vodna kolesa so bila najpogostejša oblika vodne energije od pred več kot 4000 leti do 19. stoletja. Energijo tekoče vode so pretvorili v rotacijsko gibanje. To gibanje je nato poganjalo gibanje kamnov in vzvodov za mletje žita, mineralne rude in rezanega lesa. Kolo je ležalo vodoravno ali navpično v tekoči vodi, na primer reki ali potoku. Pretok vode je prisilil kolo, da se je premikalo, ko je trčilo v lopatice, pritrjene na zunanji okvir kolesa. Moč vode se je povečevala, ko je tekla skozi ozke kanale ali šobe.
Turbine
•••Thinkstock Images / Comstock / Getty Images
Vodne turbine so razvoj vodnega kolesa in predhodnice sodobne proizvodnje električne energije. Namesto da bi udaril v fiksno veslo na kolesu, pretok vode aktivira vrtljivi rotor, ki ima lahko na stotine rezil. Gred je rotorske povezave pritrdil na turbogenerator, ki je velikanski magnet z navito žico v njem. Ko se gred obrača, v turbini nastane električni tok.
Jez
•••Kitajske fotografije / Getty Images Novice / Getty Images
Jezovi zajemajo velike količine vode, ki teče iz rek, in ustvarjajo rezervoar za podporno steno. Pnevmatika je cev ali zapornica od dna rezervoarja, ki poteka skozi jez do vodne turbine. Voda iz rezervoarja teče pod visokim pritiskom iz rezervoarja v turbino in ustvarja elektriko. Jez Tri soteske na reki Jangce na Kitajskem je največja hidroelektrarna na svetu, kjer pretok vode poganja 32 turbin.
Črpan prostor za shranjevanje
Upravljavci hidroelektrarn lahko energijo shranjujejo v obdobjih nizkega povpraševanja po električni energiji odjemalcev in jo sproščajo v obdobjih največjega povpraševanja z uporabo metod črpanja črpalke. V obdobjih nizkega povpraševanja se voda, ki je že tekla skozi turbine, črpa nazaj v ločen rezervoar nad turbinami. Ta voda teče nazaj skozi turbine v obdobjih največjega povpraševanja. Sistem omogoča hiter zagon za dodatno proizvodnjo električne energije.