Енергія води. 
Альтернативні джерела енергії

Першим джерелом енергії в історії людства була вода, використовувалась вона для обертання лопатних коліс і турбін. Понад 2 тисячі років тому горці на Ближньому Сході вже користувалися водяним колесом у вигляді валу з лопатками: потік води, відведений зі струмка або річки, тиснув на лопатки, передаючи їм свою кінетичну енергію.

Переваги гідроелектростанцій очевидні: постійно відновлюваний самою природою запас енергії, простота експлуатації, відсутність забруднення навколишнього середовища.

Витрати на будівництво ГЕС великі, але вони компенсуються тим, що не доводиться платити за джерело енергії — воду. Потужність сучасних ГЕС, спроектованих на високому інженерному рівні, перевищує 100 МВт, а К.П.Д. складає 95%. Така потужність досягається при досить малих швидкостях обертання ротора, тому сучасні гідротурбіни вражають своїми розмірами [5].

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 одержало б додатково колосальну кількість енергії.

На гідростанціях звичайного типу вода з водоймища надходить униз через довгий прямий канал, називаний напірним трубопроводом, і направляється на горизонтальні обертові лопатки турбіни. Вертикальний вал турбіни з'єднаний із блоком генератора. На типовій станції використовується багато турбо-генераторних агрегатів. Коефіцієнт корисної дії нерідко складає близько 60−70%, тобто 60−70% енергії падаючої води перетворюється в електричну енергію. Спорудження гідростанцій обходиться дорого, і вони вимагають експлуатаційних витрат, але зате працюють на безкоштовному «паливі», якому не загрожує ніяка інфляція. Першоджерелом енергії служить сонце, що випаровує воду з океанів, озер і річок. Водяна пара конденсується у вигляді дощу, що випадає в підвищених місцевостях і стікає вниз до моря. Гідростанції встають на шляху цього стоку і перехоплюють енергію води, що рухається — енергію, що інакше була б витрачена на перенос відкладів до моря.

Припливи — це результат гравітаційного притягання великих мас води океанів з боку Місяця і, у меншому ступені, Сонця. У припливах і відпливах, що змінюють один одного двічі на день, також зосереджена величезна енергія. При обертанні Землі частина води океану піднімається і якийсь час утримується в цьому положенні гравітаційним притяганням. Коли «горб» підйому води досягає суші, як це повинно відбуватися внаслідок обертання Землі, настає приплив. Припливи і відпливи повторюються двічі на добу, хоча їхній точний час змінюється в залежності від сезону і положення Місяця. Середня висота припливу складає усього лише 0,5 м, за винятком тих випадків, коли водяні маси переміщаються у відносно вузьких межах. У таких випадках виникає хвиля, висота якої може в 10−20 разів перевищувати нормальну висоту припливного підйому.

Амплітуда припливу може збільшуватися усього лише на 30 см, але навіть така невелика зміна загрожує серйозними наслідками. Припливні води, що надходять, можуть піднятися на 15 см, а це здатне привести до вторгнення морської води в прибережні колодязі і створити загрозу для будівель, розташованих поблизу верхньої відмітки припливу. Звичайно, місцеві втрати залежать від крутизни схилу і характеру берега. Відплив, що може виявитися нижче на 15 см, здатний утруднити доступ до човнів і до води з причалів. Зі збільшенням амплітуди припливів виникнуть посилені припливні плини, на 5−10% більш швидкі, що може привести до розмивання і переносу піщаних відмілин і до заповнення піском існуючих судноплавних рукавів, а в результаті до необхідності складання нових навігаційних карт. Але в цьому випадку судна незабаром почнуть застрявати, у міру того як проходи будуть змінюватися через переміщення піску [6].