Hidroelektrik, suyun hareketinden elde edilen enerjidir. Bu hareket, suyun yeryüzünde, okyanuslarda ve atmosferde sürekli sirkülasyonu olan Dünya'nın su döngüsünün bir parçasıdır. Hareket eden suyun sağladığı enerji miktarı, hareket halindeki hacme ve hızına bağlıdır. Su en eski enerji kaynaklarından biridir. Eski uygarlıklar, sulama için ve tahıl için bir öğütme mekanizması olarak hidroelektrik kullandılar. Modern dönemde hidroelektrik, dünyanın yenilenebilir enerjisinin yüzde 20'sini sağlıyor.
Su tekerleği
•••Hemera Technologies/AbleStock.com/Getty Images
Su çarkları, 4.000 yıl öncesinden 19. yüzyıla kadar en yaygın hidroelektrik biçimiydi. Akan suyun enerjisini dönme hareketine dönüştürdüler. Bu hareket daha sonra tahıl, mineral cevheri öğütmek ve kereste kesmek için taşların ve kolların hareketine güç verdi. Tekerlek, nehir veya dere gibi akan suda yatay veya dikey olarak yatıyordu. Su akışı, tekerleğin dış çerçevesine bağlı küreklere çarptığında tekerleği hareket etmeye zorladı. Dar kanallardan veya nozüllerden aktıkça su gücü arttı.
Türbinler
•••Thinkstock Görselleri/Comstock/Getty Images
Su türbinleri, su çarkından bir gelişme ve modern elektrik üretiminin öncüleridir. Tekerleğe sabitlenmiş bir kürek vurmak yerine, su akışı yüzlerce kanadı olabilen dönen bir rotoru harekete geçirir. Rotoru, içinde sarmal bir tel bulunan dev bir mıknatıs olan bir turbo jeneratöre bağlı bir şaft. Şaft dönerken türbinde bir elektrik akımı üretilir.
Barajlar
•••Çin Fotoğrafları/Getty Images Haberleri/Getty Images
Barajlar, nehirlerden akan büyük miktarda suyu tutar ve bir istinat duvarının arkasında bir rezervuar oluşturur. Cebri boru, rezervuarın altından barajdan geçen bir su türbinine giden boru veya savak kapısıdır. Rezervuardan gelen su, rezervuardan türbine yüksek basınçta akar ve elektrik üretir. Çin'deki Yangtze nehri üzerindeki Three Gorges Barajı, su akışının 32 türbine güç sağladığı dünyanın en büyük hidroelektrik tesisidir.
Pompalanan Depolama
Hidroelektrik santral operatörleri, müşteri elektrik talebinin düşük olduğu dönemlerde enerjiyi depolayabilir ve pompa depolama yöntemlerini kullanarak talebin yoğun olduğu dönemlerde serbest bırakabilir. Düşük talebin olduğu dönemlerde, zaten türbinlerden akan su, türbinlerin üzerindeki ayrı bir depolama rezervuarına geri pompalanır. Bu su, talebin yoğun olduğu dönemlerde türbinlerden geri akar. Sistem, ekstra güç üretimi için hızlı bir başlatma sağlar.