Vattenkraft är energi som härrör från rörelse av vatten. Denna rörelse är en del av jordens vattencykel, som är den kontinuerliga cirkulationen av vatten genom marken, haven och atmosfären. Mängden energi som rörligt vatten ger beror på volymen i rörelse och dess hastighet. Vatten är en av de äldsta energikällorna. Forntida civilisationer använde vattenkraft för bevattning och som en slipmekanism för spannmål. Under den moderna perioden tillhandahåller vattenkraft 20 procent av världens förnybara energi.
Vattenhjul
•••Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images
Vattenhjul var den vanligaste formen av vattenkraft, från över 4000 år sedan till 1800-talet. De omvandlade energin från strömmande vatten till en roterande rörelse. Denna rörelse drev sedan rörelsen av stenar och spakar för att slipa korn, mineralmalm och hugga virke. Hjulet låg horisontellt eller vertikalt i rinnande vatten, såsom en flod eller bäck. Vattenflödet tvingade hjulet att röra sig när det träffade paddlar som var fästa vid hjulets yttre ram. Vattenkraften ökade när den flödade genom smala kanaler eller munstycken.
Turbiner
•••Thinkstock Images / Comstock / Getty Images
Vattenturbiner är en utveckling från vattenhjulet och föregångare till modern elproduktion. I stället för att slå en fast paddel på ett hjul aktiverar vattenflödet en roterande rotor som kan ha hundratals blad. En axel fäst rotorn länkar till en turbogenerator, som är en gigantisk magnet med en lindad tråd inuti den. En elektrisk ström genereras i turbinen när axeln vrids.
Dammar
•••China Photos / Getty Images Nyheter / Getty Images
Dammar besegrar stora volymer vatten som strömmar från floder och skapar en reservoar bakom en stödmur. En penstock är röret eller slussporten från behållarens botten, som passerar genom dammen till en vattenturbin. Vatten från behållaren flyter vid högt tryck från behållaren till turbinen och genererar elektricitet. Three Gorges Dam vid Yangtze-floden i Kina är världens största vattenkraftsanläggning där vattenflödet driver 32 turbiner.
Pumpad förvaring
Vattenkraftverksoperatörer kan lagra energi under perioder med låg kundbehov av el och frigöra den under perioder med hög efterfrågan med hjälp av pumplagringsmetoder. Under perioder med låg efterfrågan pumpas vatten som redan har strömmat genom turbiner tillbaka till en separat lagringsbehållare ovanför turbinerna. Detta vatten rinner tillbaka genom turbinerna under perioder med hög efterfrågan. Systemet ger en snabb start för extra kraftgenerering.