Vodní energie je přeměna vodní energie na elektřinu. Vodní energií se rozumí síla vodního toku, která roztáčí turbíny a pohání generátory, které pak ukládají elektřinu do rozvodných sítí pro hromadnou spotřebu. Proces výroby vodní energie je čistým obnovitelným zdrojem energie, protože koloběh vody probíhá přirozeně. Pohyb vody v zemských systémech se nazývá hydrologický cyklus. Tento cyklus je ovlivňován sluneční energií stejně jako ostatní čisté zdroje energie. Množství slunečního tepla totiž způsobuje, že se voda v atmosféře mění a stává se pevnou, kapalnou nebo plynnou.
Existují různé typy konstrukcí pro vytváření vodní energie a patří mezi ně přehrazení, odklonění a přečerpávání. Nejpoužívanějším způsobem výroby vodní energie je impoundment design, který funguje v rámci přehrady a nádrže. Přehradní konstrukce řídí množství vody, které protéká otvorem v přehradě a poté prochází a roztáčí turbíny připojené ke generátoru. Převáděcí konstrukce vyrábějí vodní energii tak, že části protékajícího vodního toku procházejí trychtýřem naplněným turbínami a poté pokračují přirozenou cestou. Poslední konstrukce nazývaná přečerpávací funguje tak, že využívá dvě nádrže, jednu ve velké výšce a druhou v malé výšce. Tento typ zařízení ukládá elektřinu v obdobích nízké poptávky přečerpáváním vody do nádrže s vysokou hladinou. Při vysoké poptávce po energii se voda z horní nádrže vypouští dolů do nádrže v nízké výšce a pohybuje se přes turbíny připojené ke generátoru.
-
Přehrada.
-
Odklonění.
-
Přečerpávací skladování.
Historie
Hydroenergie byla historicky využívána již v roce 202 př. n. l. v Číně. Vodní energie se používala k drcení obilí a dokonce hrála roli při výrobě papíru. Poprvé byla vodní energie ve velkém měřítku použita v roce 1771 v Anglii v továrně Richarda Arkwrighta na spřádání bavlny. Tento technologický pokrok podnítil Arkwrighta k tomu, aby později začal používat parní stroje ke zlepšení svého podnikání. Spinningové turbíny, které sloužily jako předchůdci turbín používaných v dnešních hydroenergetických mechanismech, se poprvé objevily v roce 1827 díky francouzskému inženýrovi jménem Benoit Fourneyron. Turbínový systém později zdokonalil pro efektivní výrobu vodní energie James Francis v polovině 19. století. Francisova konstrukce je dodnes populární. Během několika následujících desetiletí vynálezci a inovátoři vytvořili modifikované verze vodních turbín, z nichž každá byla schopna efektivně vyrábět vodní energii.
Vodní energie byla poprvé využita k výrobě elektřiny v roce 1878 v Anglii. Energie byla použita k rozsvícení lampy ve venkovském sídle Cragside. O několik let později bylo po celých Spojených státech postaveno mnoho vodních elektráren, které dodávaly světlo občanům a poháněly mlýny. Do konce 19. století se následování vodní energie rozšířilo do celého světa a elektrárny vznikly v Německu, Austrálii a Číně. Největším výrobcem vodní energie je dnes čínská přehrada Tři soutěsky, která vyrábí 22 500 megawattů elektřiny. Vodní energie je výhodná jak z ekonomického hlediska, tak z hlediska zdrojů. Například Brazílie v roce 2011 využívala vodu k výrobě 80 % elektřiny a díky této vynikající produkci zvýšila hodnotu svého hrubého domácího produktu (HDP).