Vandkraft
De tidligste beviser på vandhjul og vandmøller går tilbage til det gamle Nærøsten i det 4. århundrede f.Kr., nærmere bestemt i Perserriget før 350 f.Kr. i områderne Irak, Iran og Egypten.
I Romerriget blev vanddrevne møller beskrevet af Vitruvius allerede i det første århundrede f.Kr. Barbegal-møllen havde seksten vandhjul, der forarbejdede op til 28 tons korn pr. dag. Romerske vandhjul blev også brugt til savning af marmor, som f.eks. savværket i Hierapolis fra slutningen af det 3. århundrede e.Kr. Sådanne savværker havde et vandhjul, der drev to krumtapaksler til at drive to save. Det forekommer også i to østromerske savværker fra det 6. århundrede, der er udgravet i henholdsvis Efesus og Gerasa. Kurv- og forbindelsesstangsmekanismen i disse romerske vandmøller konverterede vandhjulets roterende bevægelse til savklingernes lineære bevægelse.
I Kina blev det teoretiseret, at dets vanddrevne triphammere og bælge fra så tidligt som Han-dynastiet (202 f.Kr. – 220 e.Kr.) blev drevet af vandskovle, men senere historikere mente, at de blev drevet af vandhjul med den begrundelse, at vandskovle ikke ville have haft den nødvendige drivkraft til at drive deres højovnsbælge. Beviserne for vertikale vandhjul fra Han-tiden kan ses i to samtidige modeller af begravelsesudstyr, der viser vanddrevne triphammere. De tidligste tekster, der beskriver denne anordning, er Jijiupian-ordbogen fra 40 f.Kr., Yang Xiongs tekst kendt som Fangyan fra 15 f.Kr. samt Xin Lun skrevet af Huan Tan omkring 20 e.Kr. Det var også i denne periode, at ingeniøren Du Shi (ca. 31 e.Kr.) anvendte vandhjulets kraft på stempelbælge til smedning af støbejern.
Kraften fra en vandbølge, der blev frigivet fra en tank, blev anvendt til udvinding af metalmalme i en metode, der er kendt som hushing. Metoden blev først anvendt i Dolaucothi-guldminerne i Wales fra 75 e.Kr. og fremefter, men var blevet udviklet i Spanien i miner som Las Médulas. Hushing blev også i stor udstrækning anvendt i Storbritannien i middelalderen og senere perioder til udvinding af bly- og tinmalm. Det udviklede sig senere til hydraulisk minedrift, da det blev anvendt under den californiske guldfeber.
I den muslimske verden under den islamiske guldalder og den arabiske landbrugsrevolution (8.-13. århundrede) gjorde ingeniører i vid udstrækning brug af vandkraft samt tidlig brug af tidevandskraft og store hydrauliske fabrikskomplekser. Der blev anvendt en række vanddrevne industrimøller i den islamiske verden, bl.a. hvalmøller, grødemøller, papirmøller, skrogmøller, savværker, skibsmøller, stempelmøller, stålmøller, sukkermøller og tidevandsmøller. I det 11. århundrede var disse industrimøller i drift i alle provinser i hele den islamiske verden, fra Al-Andalus og Nordafrika til Mellemøsten og Centralasien. Muslimske ingeniører brugte også vandturbiner, anvendte tandhjul i vandmøller og vandløftningsmaskiner og var pionerer inden for brugen af dæmninger som en kilde til vandkraft, der blev brugt til at give ekstra kraft til vandmøller og vandløftningsmaskiner.
Den islamiske maskiningeniør Al-Jazari (1136-1206) beskrev design til 50 apparater, hvoraf mange var vanddrevne, i sin bog The Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices, herunder ure, et apparat til at servere vin og fem apparater til at løfte vand fra floder eller bassiner, selv om tre er dyredrevne, og et kan drives af dyr eller vand. Disse omfatter et endeløst bånd med fastgjorte kander, et ko-drevet shadoof og en frem- og tilbagegående anordning med hængslede ventiler.
I 1753 udgav den franske ingeniør Bernard Forest de Bélidor Architecture Hydraulique, som beskrev hydrauliske maskiner med lodret og vandret akse. Den stigende efterspørgsel i forbindelse med den industrielle revolution ville også drive udviklingen frem.
Hydrauliske kraftnet brugte rør til at transportere vand under tryk og overføre mekanisk kraft fra kilden til slutbrugerne. Kraftkilden var normalt en vandhøjde, som også kunne understøttes af en pumpe. Disse var udbredt i victorianske byer i Det Forenede Kongerige. Der blev også udviklet et hydraulisk energinet i Genève i Schweiz. Den verdensberømte Jet d’Eau blev oprindeligt designet som overtryksaflastningsventil for netværket.
I begyndelsen af den industrielle revolution i Storbritannien var vand den vigtigste energikilde for nye opfindelser som Richard Arkwrights vandramme. Selv om brugen af vandkraft gav plads til dampkraft i mange af de større møller og fabrikker, blev den stadig brugt i det 18. og 19. århundrede til mange mindre operationer, såsom at drive bælgen i små højovne (f.eks. Dyfi-ovnen) og møller, f.eks. dem, der blev bygget ved Saint Anthony Falls, som udnytter faldet på 15 m (50 fod) i Mississippi-floden.
I 1830’erne, på det tidlige højdepunkt i det amerikanske kanalbyggeri, leverede vandkraften energi til at transportere pramtrafik op og ned ad stejle bakker ved hjælp af skråplanjernbaner. Efterhånden som jernbanerne overhalede kanalerne til transport, blev kanalsystemerne ændret og udviklet til vandkraftsystemer; historien om Lowell, Massachusetts, er et klassisk eksempel på kommerciel udvikling og industrialisering, der byggede på tilgængeligheden af vandkraft.
Teknologiske fremskridt havde flyttet det åbne vandhjul til en lukket turbine eller vandmotor. I 1848 forbedrede James B. Francis, mens han arbejdede som chefingeniør for Lowell’s Locks and Canals company, disse designs og skabte en turbine med 90 % effektivitet. Han anvendte videnskabelige principper og testmetoder til at løse problemet med turbinedesign. Hans matematiske og grafiske beregningsmetoder gjorde det muligt at konstruere højeffektive turbiner med stor sikkerhed, så de nøjagtigt svarede til de specifikke strømningsforhold på et sted. Francis-reaktionsturbinen er stadig i stor udstrækning i brug i dag. I 1870’erne udviklede Lester Allan Pelton på baggrund af anvendelser i den californiske mineindustri den højeffektive Pelton-hjulimpulsturbine, som udnyttede vandkraft fra de vandløb med høj vandstand, der er karakteristiske for Californiens bjergrige indre.