Vatnsafl / vatnsaflsvirkjun

Vatnsafl er orka unnin úr stöðuorku eða hreyfiorku vatns.  Í Sögulegu samhengi hefur vatnsafl frá mörgum tegundum vatnsfalla verið notað sem endurnýjanlegur orkugjafi til áveitu og reksturs ýmissa vélrænna tækja, svo sem malarstöðva,  í sagmölum, textílmölum og til vatnsmiðlunari. Til að virkja orku frá vatnsafli og breyta henni í rafmagn er vatnsfallið nýtt og er fallhæðin og þungi vatnsins notaður til að snúa túrbínu sem framleiðir rafmagn. 

Seint á 18. öld var byrjað að nota vatnsafl til að framleiða rafmagn. Fyrsta vatnsaflsvirkjunin var byggð við Niagara-fossana 1879. Dæmigerð vatnsaflsvirkjun er kerfi með þremur hlutum: virkjun þar sem rafmagnið er framleitt, stíflan sem hægt er að opna eða loka til að stjórna vatnsrennsli og lón þar sem vatn er geymt. Vatnið á bak við stífluna rennur í gegnum inntak og þrýstir á móti blað í hverfli og lætur þá snúast. Hverfillinn snýr rafölum til að framleiða rafmagn. Magn rafmagns sem hægt er að framleiða fer eftir því hversu langt vatnið fellur og hversu mikið vatn rennur í gegnum kerfið.

Kostir vatnsaflsvirkjana eru:

• Þegar búið er að smíða stíflu og setja búnaðinn upp er orkugjafinn – rennandi vatn – ókeypis.
• Hreinn eldsneytisgjafi endurnýjaður með snjó og úrkomu.
• Vatnsaflsvirkjanir geta framleitt mikið magn af rafmagni.
• Hægt er að aðlaga vatnsaflsvirkjanir eftirspurn með því að stjórna rennsli vatns um hverfla.

Síðan snemma á 19. öld hefur hugtakið verið notað nær eingöngu í tengslum við nútíma þróun vatnsafls. Vatnsafli stuðlar verulega að efnahagslegri þróun án þess að bæta verulegu magni af kolefni í andrúmsloftið. Vatnsafl er einn af fimm endurnýjanlegum orkugjöfum en hinir eru sólarorka, lífmassi, jarðvarmi og vindorka.

Vatnsaflsorka er framleidd í 150 löndum um allan heim. Fimm stærstu framleiðendur vatnsafls í heiminum eru: Kína, Brasilía, Kanada, Bandaríkin og Rússland.

Ísland

Yfir 80% raforku á Íslandi er framleitt í vatnsaflsvirkjunum. Landsvirkjun rekur nú 15 vatnsaflsvirkjanir sem gerir það að einum stærsta framleiðanda endurnýjanlegrar orku í Evrópu. Langstærsta virkjunin er Kárahnjúkavirkjun (690 MW) sem framleiðir rafmagn á svæðinu norðan Vatnajökuls til framleiðslu áls.