Inhoud
Waterkracht is energie die voortkomt uit de beweging van water. Deze beweging maakt deel uit van de watercyclus van de aarde, wat de continue circulatie van water door de grond, oceanen en atmosfeer is. De hoeveelheid energie die bewegend water levert, is afhankelijk van het bewegende volume en de snelheid. Water is een van de oudste energiebronnen. Oude beschavingen gebruikten waterkracht voor irrigatie en als een maalmechanisme voor graan. In de moderne periode levert waterkracht 20 procent van de hernieuwbare energie ter wereld.
Waterrad
••• Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty ImagesWaterwielen waren de meest voorkomende vorm van waterkracht, van meer dan 4000 jaar geleden tot de 19e eeuw. Ze zetten de energie van stromend water om in een roterende beweging. Deze beweging heeft vervolgens de beweging van stenen en hendels aangedreven om graan, mineraal erts en hout te slijpen. Het wiel lag horizontaal of verticaal in stromend water, zoals een rivier of beek. Waterstroming dwong het wiel te bewegen wanneer het op peddels raakte die aan het externe frame van het wiel waren bevestigd. Waterkracht nam toe naarmate het door smalle kanalen of sproeiers stroomde.
Turbines
Waterturbines zijn een ontwikkeling van het waterrad en voorlopers van moderne elektriciteitsopwekking. In plaats van een vaste peddel op een wiel te raken, activeert de waterstroom een draaiende rotor die honderden bladen kan hebben. Een as bevestigde de rotorverbindingen met een turbogenerator, een gigantische magneet met een opgerolde draad erin. Een elektrische stroom wordt gegenereerd in de turbine terwijl de as draait.
Dams
••• China Photos / Getty Images News / Getty ImagesDammen insluiten grote hoeveelheden water die uit rivieren stromen en vormen een reservoir achter een keermuur. Een penstock is de pijp, of sluispoort, van de bodem van het reservoir dat door de dam naar een waterturbine gaat. Water uit het reservoir stroomt onder hoge druk van het reservoir naar de turbine en genereert elektriciteit. De Three Gorges Dam op de Yangtze-rivier in China is 's werelds grootste hydro-elektrische installatie waar 32 waterturbines van stroom worden voorzien.
Opgepompte opslag
Exploitanten van waterkrachtcentrales kunnen energie opslaan tijdens perioden van lage vraag naar elektriciteit van klanten en deze tijdens perioden van piekvraag vrijgeven met behulp van pompopslagmethoden. Tijdens periodes van geringe vraag wordt water dat al door turbines is gestroomd teruggepompt naar een afzonderlijk opslagreservoir boven de turbines. Dit water stroomt terug door de turbines tijdens perioden van piekvraag. Het systeem biedt een snelle start voor extra energieopwekking.