L'energia idroelettrica è energia che deriva dal movimento dell'acqua. Questo movimento fa parte del ciclo dell'acqua della Terra, che è la circolazione continua dell'acqua attraverso il suolo, gli oceani e l'atmosfera. La quantità di energia fornita dall'acqua in movimento dipende dal volume in movimento e dalla sua velocità. L'acqua è una delle più antiche fonti di energia. Le antiche civiltà utilizzavano l'energia idroelettrica per l'irrigazione e come meccanismo di macinazione del grano. Nel periodo moderno, l'energia idroelettrica fornisce il 20 percento dell'energia rinnovabile del mondo.
Ruota idraulica
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Le ruote idrauliche erano la forma più comune di energia idroelettrica, da oltre 4000 anni fa attraverso il XIX secolo. Hanno convertito l'energia dell'acqua che scorre in un movimento rotatorio. Questo movimento ha quindi alimentato il movimento di pietre e leve per macinare grano, minerale minerale e tagliare legname. La ruota giaceva orizzontalmente o verticalmente in acqua corrente, come un fiume o un ruscello. Il flusso d'acqua ha costretto la ruota a muoversi quando ha colpito i paddle attaccati al telaio esterno della ruota. L'energia dell'acqua è aumentata mentre scorreva attraverso canali stretti o ugelli.
Turbine
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Le turbine ad acqua sono uno sviluppo della ruota idraulica e precursori della moderna generazione di elettricità. Invece di colpire una pala fissa su una ruota, il flusso d'acqua attiva un rotore rotante che può avere centinaia di pale. Un albero ha attaccato i collegamenti del rotore a un turbogeneratore, che è un magnete gigante con un filo a spirale al suo interno. Una corrente elettrica viene generata nella turbina mentre l'albero gira.
Dighe
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Le dighe confluiscono grandi volumi di acqua che scorrono dai fiumi e creano un serbatoio dietro un muro di sostegno. Una saracinesca è il tubo, o saracinesca, dal fondo del serbatoio, passando attraverso la diga, fino a una turbina ad acqua. L'acqua dal serbatoio scorre ad alta pressione dal serbatoio alla turbina e genera elettricità. La diga delle Tre Gole sul fiume Yangtze in Cina è la più grande installazione idroelettrica del mondo dove il flusso d'acqua alimenta 32 turbine.
Stoccaggio pompato

Gli operatori delle centrali idroelettriche possono immagazzinare energia durante i periodi di bassa domanda di elettricità da parte dei clienti e rilasciare durante i periodi di picco della domanda, utilizzando i metodi di stoccaggio della pompa. Durante i periodi di scarsa domanda, l'acqua che è già fluita attraverso le turbine viene pompata in un serbatoio separato sopra le turbine. Questa acqua ritorna attraverso le turbine durante i periodi di picco della domanda. Il sistema fornisce un avvio rapido per la generazione di energia extra.