A energia hidrelétrica é energia derivada do movimento da água. Este movimento faz parte do ciclo da água da Terra, que é a circulação contínua de água através do solo, oceanos e atmosfera. A quantidade de energia que a água em movimento fornece depende do volume em movimento e da sua velocidade. A água é uma das fontes mais antigas de energia. Civilizações antigas usavam energia hidrelétrica para irrigação e como um mecanismo de moagem para grãos. No período moderno, a energia hidrelétrica fornece 20 por cento da energia renovável do mundo.
Water Wheel

/Getty Images As rodas d'água foram a forma mais comum de energia hidrelétrica, de mais de 4.000 anos atrás através do século XIX. Eles converteram a energia da água corrente em um movimento rotativo. Este movimento, então, acionou o movimento de pedras e alavancas para moer grãos, minerais e cortar madeira. A roda estava na horizontal ou na vertical em água corrente, como um rio ou riacho. O fluxo de água forçou a roda a se mover quando bateu nas pás presas à armação externa da roda. A energia da água aumentou à medida que ela fluía através de canais estreitos ou bicos.
Turbinas
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Turbinas de água são um desenvolvimento da roda d'água e precursoras da geração moderna de eletricidade. Em vez de bater em uma pá fixa em uma roda, o fluxo de água ativa um rotor giratório que pode ter centenas de pás. Um eixo preso ao rotor liga-se a um turbogerador, que é um imã gigante com um fio espiral dentro dele. Uma corrente elétrica é gerada na turbina à medida que o eixo gira.
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Barragens impõem grandes volumes de água que fluem dos rios e criam um reservatório atrás de uma parede de contenção. Uma comporta é o tubo, ou eclusa, a partir do fundo do reservatório, passando pela barragem, para uma turbina de água. A água do reservatório flui a alta pressão do reservatório para a turbina e gera eletricidade. A represa das Três Gargantas no rio Yangtze, na China, é a maior instalação hidrelétrica do mundo, onde o fluxo de água movimenta 32 turbinas.
Pipe Storage

Operadores de usinas hidrelétricas podem armazenar energia durante períodos de baixa demanda por eletricidade e liberação durante períodos de pico de demanda, usando métodos de armazenamento de bombas. Durante períodos de baixa demanda, a água que já flui através de turbinas é bombeada de volta para um reservatório de armazenamento separado acima das turbinas. Esta água flui de volta através das turbinas durante os períodos de pico de demanda. O sistema fornece uma inicialização rápida para geração de energia extra.