Гідроенергія - це енергія, яка походить від руху води. Цей рух є частиною кругообігу води на Землі, тобто постійною циркуляцією води через землю, океани та атмосферу. Кількість енергії, яку забезпечує вода, що рухається, залежить від об’єму в русі та його швидкості. Вода - одне з найдавніших джерел енергії. Стародавні цивілізації використовували гідроенергію для зрошення та як механізм подрібнення зерна. У сучасний період гідроенергетика забезпечує 20 відсотків відновлюваної енергії у світі.
Водяне колесо
•••Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images
Водяні колеса були найпоширенішою формою гідроенергетики з понад 4000 років тому до 19 століття. Вони перетворили енергію проточної води в обертальний рух. Потім цей рух приводив у рух каміння та важелі для подрібнення зерна, мінеральної руди та різання пиломатеріалів. Колесо лежало горизонтально або вертикально в проточній воді, такій як річка чи потік. Потік води змусив колесо рухатися, коли воно потрапляло на лопатки, прикріплені до зовнішньої рами колеса. Потужність води зростала, коли вона текла по вузьких каналах або форсунках.
Турбіни
•••Thinkstock Images / Comstock / Getty Images
Водні турбіни є розвитком водяного колеса та попередниками сучасного виробництва електроенергії. Замість удару по фіксованому веслу на колесі, потік води активує обертовий ротор, який може мати сотні лопатей. Вал прикріплював ланки ротора до турбогенератора, який є гігантським магнітом із намотаним дротом всередині нього. У процесі обертання валу в турбіні створюється електричний струм.
Дамби
•••Китайські фотографії / Новини Getty Images / Getty Images
Дамби затримують великі обсяги води, що стікає з річок, і створюють водойму за підпірною стіною. Ручка - це труба, або шлюзові ворота, що йдуть від дна водойми, проходячи через дамбу, до водяної турбіни. Вода з водойми надходить із високого тиску з водойми на турбіну і виробляє електроенергію. Дамба Три ущелини на річці Янцзи в Китаї - це найбільша у світі гідроелектростанція, де потік води забезпечує 32 турбіни.
Накачане сховище
Оператори гідроелектростанцій можуть накопичувати енергію в періоди низьких потреб споживачів у електроенергії та відпускати її в періоди пікових потреб за допомогою методів зберігання насосів. У періоди низького попиту вода, яка вже протікала через турбіни, перекачується назад в окремий резервуар для зберігання над турбінами. Ця вода тече назад через турбіни в періоди піку попиту. Система забезпечує швидкий пуск для додаткового виробництва електроенергії.