Багато тисячоліть вірно служить людині енергія, укладена в проточній воді. Запаси її на Землі колосальні. Недарма деякі вчені вважають, що нашу планету правильніше було б називати не Земля, а Вода - адже близько трьох чвертей поверхні планети покриті водою. Величезним акумулятором енергії служить Світовий океан, що поглинає велику її частину, що поступає від Сонця. Тут плещуть хвилі, відбуваються припливи і відливи, виникають могутні океанські течії. Народжуються могутні річки, що несуть величезні маси води в моря і океани. Зрозуміло, що людство в пошуках енергії не могло пройти мимо таких гігантських її запасів. Перш за все люди навчилися використовувати енергію річок.
Мал. 1.Схема прос-то-го водяного ко-ле-са з вертикаль-ним валом.
Мал. 2.Колесо Вітрувія
Кроком вперед було водяне колесо Вітрувія (1 ст. Н. Е.), Схема якого показана на Рис. 2. Це вертикальне колесо з великими лопатками і гори-зонтальним валом. Вал колеса пов'язаний дерев'яними зубчастими колесами з вертикальним валом, на кото-ром сидить млинове. Подібні млини і сьогодні можна зустріти на Малому Дунаї; вони пере-маливают в годину до 200 кг зерна.
Майже півтори тисячі років після розпаду Римської імперії водяні колеса служили основним джерелом енергії для всіляких виробничих процесів-сов в Європі, замінюючи фізичну працю людини.
Пристрої, в яких енергія води використовується для здійснення роботи, прийнято називати водяними (або гідравлічними) двигунами. Найпростіші і са-мі найдавніші з них - описані вище водяні колеса. Розрізняють колеса з верхнім, середнім і нижнім під-водом води.
У со-тимчасової гідроелектростанції маса води з великою швидкістю спрямовується на лопатки турбін. Вода з-за дамби тече - через захисну сітку і регульований затвор - по сталевому трубопро-воду до турбіни, над якою встановлено генератор. Механічна енергія води за допомогою турбіни пере-дається генераторів і в них перетвориться в електро ЧЄ -скую. Після сові Ршенія роботи вода стікає Т в ре Ку че рез поступово расширяюще Йся тунель, ті ряя при цьому свою швидкість.
Гідроелектростанції класифікуються по потужно-сті на дрібні (зі встановленою електричною мощ-ністю до 0,2 МВт), малі (до 2 МВт), середні (до 20 МВт) і великі (понад 20 МВт). Другий критерій, по якому розділяються гідроелектростанції, - натиск. Розрізняють низьконапірні (натиск до 10 м), середовищ-нього напору (до 100 м) і Високонапірні (понад 100 м). У рідкісних випадках плоть Ни високонапірна ГЕС доста гаются висоти 240 м. Такі дамби сосредо-точівают пе Ред турбіни водну енергію, накопичуючи Я воду і піднято травня її рівень.
Витрати на будівництво ГЕС ве Лики, але вони когось пенсирующие тим, що не доводиться платити (у вся-кому разі, в явній формі) за джерело енергії - Воду. Потужність сучасних ГЕС, спроектованих Них на високому інженерному рівні, перевищує 100 МВт, а К.П. Д. становить 95% (водяні колеса мають К.П .Д. 50-85%). Така потужність досягається при доволь-но малих швидкостях обертання ротора (близько 100 об / хв), тому сучасні гідротурбіни пора-жають своїми розмірами. Наприме Р, робоче колія З турбіни Волзької ГЕС ім. В. І. Ленін А імее Т висо-ту близько 10 М і важить 420 т.
Турбіна - енергетично дуже вигідна машина, тому що вода легко і просто міняти Т поступальний рух на обертальний. Той же принцип часто використовують І в Маші Нах, які зовні зовсім М не по-хожІ на водяне колесо (якщо на лопатки впливаючи Т пар, то мова іде Т про парової турбіни).
Переваги гідроелектростанцій очевидні - постійно поновлюваний самою природою запас енергії, простота експлуатації, відсутність забруднення навколишнього середовища. Та й досвід будівництва та експлуатації водяних коліс міг би надати чималу допомогу гідроенергетикам. Проте на будівництво греблі великої гідроелектростанції виявилася завданням куди складнішою, ніж споруда невеликої обертання млинового колеса. Щоб привести в обертання могутні гідротурбіни, потрібно накопичити за дамбою величезний запас води. Для побудови греблі потрібно укласти таку кількість матеріалів, що об'єм гігантських єгипетських пірамід в порівнянні з ним покажеться нікчемним.
Тому на початку XX століття було побудовано всього кілька гідроелектростанцій. Поблизу П'ятигорська, на Північному Кавказі на гірській річці Подкумок успішно діяла досить велика електростанція з промовистою назвою "Білий вугілля". Це було лише початком.
Уже в історичному плані ГОЕЛРО передбачалося будівництво великих гідроелектростанцій. У 1926 році в лад увійшла Волховська ГЕС, в наступному - почалося будівництво знаменитої Дніпровської. Далекоглядна енергетична політика, що проводиться в нашій країні, призвела до того, що у нас розвинена система потужних гідроелектричних станцій.
Але поки людям служить лише невелика частина гідроенергетичного потенціалу землі. Щорічно величезні потоки води, що утворилися від дощів і танення снігів, стікають в моря невикористаними. Якби вдалося затримати їх за допомогою дамб, людство отримало б додатково колосальну кількість енергії.