Su türbinleri, tipik olarak hidroelektrik üretimi için hareketli sudan enerji elde etmek için kullanılır. Türbinleri döndüren eğimli bıçaklardan geçen suyu zorlayarak çalışırlar. Su türbinleri makineye veya elektrik jeneratörüne mekanik olarak takılabilir. Buhar türbinleri, çalışması için sıvı su yerine gaz halinde buhar kullanır.
Su türbinlerinin öncüsü, binlerce yıldır kullanılan su çarkıydı. Bir su çarkı, herhangi bir zamanda suyun altına batırılmış sadece küçük bir kısım ile dikey olarak yönlendirilir. Bu tür tekerlekler bir nehirdeki suyun yatay momentumuna dayanır. Bunun çalışması için, tekerleğin suyu yakalamak için çıkıntılara veya kovalara sahip olması gerekir. Aynı prensip bir vapurun çark tekerlekinde kullanılır.
Bununla birlikte, su türbinleri, bıçaklar bir yel değirmenininkine benzer şekilde düzenlenmiş kanatlarla farklı şekilde çalışır. Sıvı, geçmişten ziyade yel değirmeni boyunca akar. Bıçakların şekli hava yerine su için optimize edilmiş olsa da, aynı tasarım su türbinleri için kullanılır.
Su türbini 19. yüzyılda yoğun bir şekilde kullanılmaya başlandı. Elektrik temin edilmeden önce fabrikalar mekanik olarak çalıştırıldı. Su türbinleri, bir otomobilin motorunun tekerleklerine takıldığı şekilde makinelere de bağlanmıştır. Bir motor mekanik bir bağlantı kurarak veya keserek tekerleklere güç dağıtırken motor dönmeye devam edebilir. Benzer şekilde, bir fabrika elektrik kullanmadan çalıştırılabilir.
Son zamanlarda, hidroelektrik santrallerinde su türbinleri kullanılmıştır. Bu bitkiler tipik olarak, taraflar arasında su seviyesinde önemli bir fark olan bir baraj içerir. Tesis, yüksek sularda depolanan yerçekimi potansiyel enerjisini, su türbinlerinden akmaya zorlayarak alır; Başka bir deyişle, su yüksek seviyeden düşük seviyeye düştüğü zaman, bir su türbininin kanatlarını iter ve türbini döndürür. Dönme enerjisi bir elektrik jeneratörü ile elektriğe dönüştürülür. 2008 yılında hidroelektrik, dünya çapında üretilen yenilenebilir enerjinin çoğunu oluşturuyordu.
Öte yandan, buhar türbinleri, sıvı su yerine buhardan gelen enerjiden yararlanır. Diğer enerji santrallerinde yaygın olarak kullanılırlar. Aslında, buhar türbini, büyük ölçekli uygulamalarda termal enerjiyi kinetik enerjiye dönüştürmenin birincil yöntemidir. Bir elektrik santralindeki ısının kömürün yanmasından veya nükleer fisyondan gelip gelmediği, su kaynatmak ve buhar üretmek için kullanılır. Yüksek basınçlı buhar daha sonra bir türbinden akacak şekilde yönlendirilerek hızlı bir şekilde dönmesine ve bir elektrik jeneratörünü döndürmesine neden olur.
