vodní energie se vyrábí pohybem vody. Hydro pochází z řeckého slova pro vodu.
vodní energie se používá po tisíce let. Starověcí Římané stavěli turbíny, které jsou koly otočenými tekoucí vodou. Římské turbíny se nepoužívaly k elektřině, ale k mletí zrna k výrobě mouky a chleba.
vodní mlýny poskytují další zdroj vodní energie. Vodní mlýny, které byly běžné až do průmyslové revoluce, jsou velká kola obvykle umístěná na březích mírně tekoucích řek. Vodní mlýny generují energii, která pohání takové rozmanité činnosti, jako je broušení obilí, řezání řeziva nebo vytváření horkých požárů k vytvoření oceli.
první americká vodní elektrárna byla postavena na řece Fox v roce 1882 v Appletonu ve Wisconsinu. Tento závod poháněl dvě papírny a jeden domov.
využití hydroelektrické energie
k využití energie z tekoucí vody musí být voda kontrolována. Vytvoří se velká nádrž, obvykle přehrazením řeky, aby se vytvořilo umělé jezero nebo nádrž. Voda je vedena tunely v přehradě.
energie vody protékající tunely přehrady způsobuje otáčení turbín. Turbíny způsobují, že se generátory pohybují. Generátory jsou stroje, které vyrábějí elektřinu.
inženýři kontrolují množství vody propouštěné přehradou. Proces používaný k řízení tohoto toku vody se nazývá sací systém. Když je potřeba hodně energie, většina tunelů k turbínám je otevřená a protékají jimi miliony galonů vody. Když je potřeba méně energie, inženýři zpomalují sací systém uzavřením některých tunelů.
během povodní je sací systém napomáhán přelivem. Přeliv je struktura, která umožňuje proudění vody přímo do řeky nebo jiného vodního útvaru pod přehradou a obchází všechny tunely, turbíny a generátory. Přelivy zabraňují poškození přehrady a komunity. Přelivy, které vypadají jako dlouhé rampy, jsou po většinu času prázdné a suché.
od vodních proudů k elektrickým proudům
Velké, rychle tekoucí řeky produkují nejvíce hydroelektrické energie. Řeka Columbia, která tvoří část hranice mezi americkými státy Washington a Oregon, je velká řeka, která produkuje obrovské množství vodní energie.
přehrada Bonneville, jedna z mnoha přehrad na řece Columbia, má 20 turbín a každý rok generuje více než milion wattů energie. To je dost energie k napájení stovek tisíc domácností a podniků.
vodní elektrárny v blízkosti vodopádů mohou také vytvářet obrovské množství energie. Voda shazující se přes linii pádu je plná energie. Slavným příkladem je vodní elektrárna u Niagarských vodopádů, která překlenuje hranici mezi Spojenými státy a Kanadou.
vodní energie vyrobená Niagarskými vodopády je rozdělena mezi americký stát New York a Kanadskou provincii Ontario. Inženýři v Niagarských vodopádech nemohou spadnout, ale mohou výrazně omezit příjem a kontrolovat množství vody proudící nad vodopádem.
největší vodní elektrárnou na světě je obrovská přehrada Three Gorges, která překlenuje řeku Yangtze v Číně. Je 185 metrů (607 stop) vysoký a 115 metrů (377 Stop) tlustý na jeho základně. Má 26 turbín a bude schopen generovat více než miliardu wattů energie. Přehrada Tři soutěsky funguje, ale inženýři na systému stále pracují. Do projektu přidávají ještě více turbín a generátorů.
vodní energie a životní prostředí
vodní energie závisí na vodě, která je čistým obnovitelným zdrojem energie. Obnovitelný zdroj energie je ten, který nedojde. Obnovitelná energie pochází z přírodních zdrojů, jako je vítr, sluneční světlo, déšť, příliv a odliv a geotermální energie (teplo produkované uvnitř země). Neobnovitelné zdroje energie zahrnují uhlí, ropu a zemní plyn.
voda je obnovitelná, protože vodní cyklus se neustále recykluje. Voda se odpařuje, vytváří mraky a pak prší na Zemi a znovu začíná cyklus.

nádrže vytvořené přehradami mohou poskytnout velké, Bezpečný rekreační prostor pro komunitu. Vodáci a vodní lyžaři se mohou těšit na jezero. Mnoho nádrží je také zásobeno rybami. Oblast kolem nádrže je často chráněným přírodním prostorem, což umožňuje táborníkům a turistům užívat si přírodního prostředí.
použití vody jako zdroje energie je obecně bezpečnou volbou pro životní prostředí. Není to dokonalé, ačkoli. Vodní elektrárny vyžadují přehradu a nádrž. Tyto umělé struktury mohou být překážkami pro ryby, které se snaží plavat proti proudu. Některé přehrady, včetně přehrady Bonneville, nainstalovali rybí žebříky, které pomáhají migrovat ryby. Rybí žebříky jsou řada širokých schodů postavených na straně řeky a přehrady. Žebřík umožňuje rybám pomalu plavat proti proudu, místo aby byly zcela blokovány přehradou.
přehrady zaplavují břehy řek a ničí mokřadní stanoviště pro tisíce organismů. Vodní ptáci, jako jsou jeřáby a kachny, jsou často ohroženi, stejně jako rostliny, které závisí na bažinatém stanovišti břehu řeky. Provoz elektrárny může také zvýšit teplotu vody v nádrži. Rostliny a zvířata v blízkosti přehrady se musí této změně přizpůsobit nebo migrovat jinam.
přehrada OShaughnessy na řece Tuolumne v USA stát Kalifornie byl jedním z prvních projektů vodní energie, které vyvolaly rozsáhlou kritiku za jeho dopad na životní prostředí. Přehrada, postavená v roce 1913, zaplavila oblast zvanou Hetch Hetchy Valley, která je součástí Yosemitského národního parku. (Jezero vytvořené přehradou OShaughnessy se nazývá Hetch Hetchy Reservoir.) Ekologické koalice se postavily proti přehradě s poukazem na ničení životního prostředí a stanovišť, které poskytovala. Elektrárna však poskytla cenově dostupnou vodní energii prosperující městské oblasti kolem San Franciska.
přehrada Hetch Hetchy je stále kontroverzním projektem. Mnoho lidí věří, že přehrada OShaughnessy by měla být zničena a údolí se vrátilo do svého původního prostředí. Jiní tvrdí, že zničení zdroje energie pro tak velkou městskou oblast by snížilo kvalitu života obyvatel oblasti zálivu.
existují limity pro množství vodní energie, kterou může přehrada poskytnout. Nejvíce omezujícím faktorem je bahno, které se hromadí na loži nádrží. Toto bahno je neseno tekoucí řekou,ale brání dosažení svého normálního cíle v deltě nebo ústí řeky přehradou. Na dně nádrže se hromadí stovky metrů bahna, což snižuje množství vody v zařízení. Méně vody znamená méně výkonnou energii, která protéká turbínami systémů. Většina přehrad musí utratit značné množství peněz, aby se zabránilo hromadění bahna, proces zvaný zanášení. Některé elektrárny mohou dodávat elektřinu pouze 20 nebo 30 let kvůli zanášení.
vodní energie a lidé
miliardy lidí závisí na vodní energii každý den. Pohání domy, kanceláře, továrny, nemocnice a školy. Vodní energie je obvykle jednou z prvních metod, které rozvojová země používá k přivádění dostupné elektřiny do venkovských oblastí.
Hydroelektrika pomáhá zlepšit hygienu, vzdělání a pracovní příležitosti, které má komunita k dispozici. Například Čína a Indie za posledních deset let postavily desítky přehrad, protože jejich rozvoj rychle rostl.
Spojené státy závisely na vodní energii, aby přivedly elektřinu do mnoha venkovských nebo chudých oblastí. Většina této stavby proběhla během 30.let 20. století. Přehrady byly obrovskou součástí New Deal, série vládních programů, které daly lidi do práce a přinesly elektřinu milionům Američanů během Velké hospodářské krize. Přehrada Bonneville na řece Columbia, přehrada Shasta na řece Sacramento, a Přehrada Hoover na řece Colorado jsou některé přehrady postavené jako součást New Deal.
nejznámějším projektem vodní elektrárny New Deal je pravděpodobně Tennessee Valley Authority (TVA). TVA postavila řadu přehrad podél řeky Tennessee a jejích přítoků. Dnes je TVA největší veřejnou energetickou společností v USA, která poskytuje cenově dostupnou elektřinu pro obyvatele ve státech Alabama, Georgia, Kentucky, Mississippi, Severní Karolína, Tennessee a Virginie.
vodní energie však často přichází na lidské náklady. Obrovské přehrady potřebné pro projekty vodní energie vytvářejí nádrže, které zaplavují celé údolí. Domy, komunity, a města mohou být přemístěna, jakmile začne stavba přehrady.
Egypt zahájil výstavbu Asuánského přehradního komplexu na řece Nilu v roce 1960. Inženýři si uvědomili, že starobylé chrámy Abu Simbel budou zaplaveny nádrží zvanou jezero Nasser. Tyto památky byly postaveny přímo do útesů o několika patrech vysokých. Chrámy Abu Simbel jsou součástí egyptského kulturního dědictví a hlavní turistickou destinací. Spíše než aby byly památky zaplaveny, egyptská vláda přemístila celý úbočí hory na umělý kopec poblíž. Dnes, Abu Simbel sedí nad Asuánskou přehradou.
Čínský projekt masivní přehrady Tři soutěsky přinese bezpečnou a dostupnou elektřinu milionům lidí. Umožní nemocnicím, školám a továrnám pracovat déle a spolehlivěji. Umožní také lidem udržovat zdravější životní styl poskytováním čisté vody. Stavba přehrady přímo prospěla i dělníkům. Práci s projektem našlo přes čtvrt milionu lidí.
projekt však přinutil přesídlit více než milion lidí. Životní styl byl narušen. Mnoho rodin bylo přemístěno z venkovských měst na břehu řeky Yangtze do Chongqingu, hlavní městská oblast s 31 milion obyvatel. Ostatní lidé byli zcela přemístěni z provincie.