Jakie są różne rodzaje energii wodnej?
Ludzie wykorzystują siłę poruszania się wody od tysięcy lat, ale dziś energia wodna zyskuje nowe zainteresowanie jako źródło czystej, odnawialnej energii. Zapory wodne są najbardziej znanym rodzajem energii wodnej, ale opracowywanych jest kilka innych metod wykorzystania siły poruszającej się wody. Ziemskie oceany szukają nowych rodzajów energii wodnej.
Pomysł wykorzystania wody jako źródła energii sięga co najmniej starożytnej Grecji, gdzie siła płynących rzek została uchwycona przez koła wodne i służyła do mielenia pszenicy na mąkę. Podobne urządzenia opracowano w innych częściach świata, a wczesne młyny i fabryki w Europie i Ameryce były napędzane przez koła wodne. Do końca XIX wieku woda dostarczała tylko energię mechaniczną; ruch kół wodnych służył do obracania pił i innych maszyn.
Pod koniec XIX wieku dokonano szybkich postępów w dziedzinie energii wodnej, która jest formą energii wodnej, w której ruch wody przekształca się w energię elektryczną. W samych Stanach Zjednoczonych na przełomie wieków było ponad dwieście elektrowni wodnych, z których większość znajdowała się przy średnich i dużych tamach. Dziś w krajach rozwiniętych wykorzystywana jest większość najlepszych lokalizacji dla dużych elektrowni wodnych, dlatego nowe projekty są realizowane głównie w krajach rozwijających się, takich jak Chiny. Mniejsze elektrownie wodne są badane zarówno w krajach rozwiniętych, jak i rozwijających się.
Oceany świata zawierają również wiele potencjalnych źródeł energii, do których mogłaby wykorzystać energia wodna. Energia pływów ma na celu wykorzystanie zmieniających się poziomów oceanów na obszarach przybrzeżnych. Mimo że duża elektrownia pływowa rozpoczęła działalność we Francji pod koniec lat 60. XX wieku, wysokie koszty budowy i ograniczona liczba odpowiednich lokalizacji uniemożliwiły powszechne wykorzystanie energii pływowej.
Inną potencjalną opcją jest energia fal, którą można wykorzystać na kilka różnych sposobów. Jeden z projektów demonstracyjnych w Norwegii wykorzystuje ruch fal do przepychania i ciągnięcia powietrza przez rurę, która z kolei obraca turbinę w celu wytworzenia elektryczności. Portugalia, Australia i Wielka Brytania eksperymentowały z farmami falowymi - grupami urządzeń wytwarzających energię elektryczną z fal. Niektóre inne urządzenia próbują wychwytywać prądy morskie daleko pod powierzchnią wody.
Konwersja energii cieplnej oceanu (OTEC) różni się od innych rodzajów energii wodnej tym, że nie wychwytuje energii bezpośrednio z ruchu wody. Zamiast tego OTEC wykorzystuje różnice temperatur występujące na różnych głębokościach oceanu. Ciepła woda na powierzchni oceanu jest poddawana ciśnieniu i zamieniana w parę lub używana do ogrzewania innego płynu, który zamienia się w parę. Para może być następnie wykorzystana do zasilania turbin i wytworzenia energii, a następnie zimna woda jest pompowana z większych głębokości, zamieniając parę z powrotem w ciecz i rozpoczynając cykl. Eksperymentalne systemy OTEC zostały zbudowane w miejscach takich jak Hawaje, ale pompowanie zimnej wody z dużych głębokości zmniejsza wydajność systemu, co utrudnia opłacalność systemów OTEC.