Energia wodna
Najwcześniejsze dowody na istnienie kół wodnych i młynów wodnych pochodzą ze starożytnego Bliskiego Wschodu z IV wieku p.n.e., a konkretnie z Imperium Perskiego sprzed 350 roku p.n.e., z regionów Iraku, Iranu i Egiptu.
W Imperium Rzymskim młyny napędzane wodą zostały opisane przez Witruwiusza w I wieku p.n.e.. Młyn Barbegal miał szesnaście kół wodnych przetwarzających do 28 ton ziarna dziennie. Rzymskie koła wodne były również używane do cięcia marmuru, jak na przykład tartak w Hierapolis z końca III wieku naszej ery. Takie tartaki miały koło wodne, które napędzało dwie korby i łączące je pręty do napędzania dwóch pił. Pojawia się on również w dwóch tartakach z VI wieku z okresu wschodniorzymskiego, wykopanych odpowiednio w Efezie i Gerasie. Mechanizm korby i pręta łączącego tych rzymskich młynów wodnych przekształcił ruch obrotowy koła wodnego w ruch liniowy brzeszczotów.
W Chinach teoretyzowano, że jego zasilane wodą młoty i miechy z tak wcześnie jak dynastia Han (202 p.n.e.-220 n.e.) były zasilane przez czerpaki wodne, ale późniejsi historycy uważali, że były one zasilane przez koła wodne na podstawie tego, że czerpaki wodne nie miałyby siły napędowej do obsługi ich miechów wielkopiecowych. Dowody na istnienie pionowych kół wodnych z okresu Han można dostrzec w dwóch współczesnych modelach wyrobów pogrzebowych przedstawiających napędzane wodą młoty trójramienne. The wczesny tekst the urządzenie być the Jijiupian słownik 40 40 BC, Yang Xiong’s tekst znać jako the Fangyan 15 BC, as well as the Xin Lun napisać Huan Tan wokoło 20 REKLAMA. To było również w tym czasie, że inżynier Du Shi (c. AD 31) stosowane moc kół wodnych do tłoków miechy w kucie żelaza.
Moc fali wody wydany ze zbiornika został użyty do wydobycia rud metali w metodzie znanej jako hushing. Metoda ta była po raz pierwszy zastosowana w kopalniach złota w Dolaucothi w Walii od 75 roku n.e., ale została opracowana w Hiszpanii w takich kopalniach jak Las Médulas. Hushing był również szeroko stosowany w Wielkiej Brytanii w okresie średniowiecza i później do wydobywania rud ołowiu i cyny. Później przekształcił się w górnictwie hydraulicznym, gdy używany w Kalifornii Gold Rush.
W świecie muzułmańskim podczas Złotego Wieku Islamu i arabskiej rewolucji rolniczej (8-13 wieku), inżynierowie wykonane szerokie wykorzystanie energii wodnej, jak również wczesne wykorzystanie energii pływów, a duże kompleksy hydrauliczne fabryki. W świecie islamu stosowano wiele różnych młynów przemysłowych napędzanych wodą, w tym młyny, tarki, papiernie, łuszczarki, tartaki, młyny okrętowe, młyny stemplowe, huty, cukrownie i młyny pływowe. Do XI wieku te przemysłowe młyny działały w każdej prowincji świata islamskiego, od Al-Andalus i Afryki Północnej po Bliski Wschód i Azję Środkową. Muzułmańscy inżynierowie używali również turbin wodnych, stosowali przekładnie w młynach wodnych i maszynach podnoszących wodę, a także byli pionierami w stosowaniu tam jako źródła energii wodnej, wykorzystywanych do zapewnienia dodatkowej mocy młynom wodnym i maszynom podnoszącym wodę.
Islamski inżynier mechanik Al-Jazari (1136-1206) opisał projekty 50 urządzeń, wiele z nich zasilanych wodą, w swojej książce, Księga Wiedzy Pomysłowych Urządzeń Mechanicznych, w tym zegary, urządzenie do podawania wina i pięć urządzeń do podnoszenia wody z rzek lub basenów, choć trzy są napędzane przez zwierzęta, a jeden może być zasilany przez zwierzę lub wodę. Obejmują one niekończący się pas z dzbanów dołączonych, krowy napędzane shadoof, i urządzenie tłokowe z zaworami zawiasów.
W 1753 roku, francuski inżynier Bernard Forest de Bélidor opublikował Architecture Hydraulique, który opisał pionowe i poziome-osiowe maszyny hydrauliczne. Rosnący popyt związany z rewolucją przemysłową również napędzał rozwój.
Hydrauliczne sieci energetyczne wykorzystywały rury do przenoszenia wody pod ciśnieniem i przekazywania mocy mechanicznej ze źródła do użytkowników końcowych. Źródłem mocy była zwykle woda, która mogła być również wspomagana przez pompę. Były one szeroko rozpowszechnione w wiktoriańskich miastach w Wielkiej Brytanii. Sieć hydrauliczna została również rozwinięta w Genewie, w Szwajcarii. Słynny na całym świecie Jet d’Eau został pierwotnie zaprojektowany jako zawór nadciśnieniowy dla sieci.
Na początku rewolucji przemysłowej w Wielkiej Brytanii, woda była głównym źródłem zasilania dla nowych wynalazków, takich jak rama wodna Richarda Arkwrighta. Chociaż wykorzystanie energii wodnej ustąpiło miejsca energii parowej w wielu większych młynach i fabrykach, była ona nadal używana w XVIII i XIX wieku do wielu mniejszych operacji, takich jak napędzanie miechów w małych wielkich piecach (np. Dyfi Furnace) i młyny, takie jak te zbudowane w Saint Anthony Falls, który wykorzystuje 50 stóp (15 m) spadek w Mississippi River.
W 1830 roku, na początku szczyt w USA budowy kanałów, hydroenergia dostarczyła energii do transportu ruchu barek w górę iw dół stromych wzgórz za pomocą pochyłych kolei płaskich. Jak kolej wyprzedziła kanały dla transportu, systemy kanałów zostały zmodyfikowane i rozwinięte w systemy hydroenergetyczne; historia Lowell, Massachusetts jest klasycznym przykładem rozwoju komercyjnego i industrializacji, zbudowany na dostępności energii wodnej.
Postęp technologiczny przeniósł otwarte koło wodne do zamkniętej turbiny lub silnika wodnego. W 1848 roku James B. Francis, pracując jako główny inżynier firmy Lowell’s Locks and Canals, udoskonalił te projekty, tworząc turbinę o sprawności 90%. Zastosował on naukowe zasady i metody testowania do problemu projektowania turbin. Jego matematyczne i graficzne metody obliczeniowe pozwoliły na pewne zaprojektowanie wysokowydajnych turbin, które dokładnie odpowiadały specyficznym warunkom przepływu w danym miejscu. Turbina reakcyjna Francisa znajduje się w powszechnym użyciu do dziś. W latach 70. XIX wieku Lester Allan Pelton, wywodzący się z przemysłu górniczego w Kalifornii, opracował wysokowydajną turbinę impulsową z kołem Peltona, która wykorzystywała energię wodną z wysoko położonych strumieni charakterystycznych dla górzystego wnętrza Kalifornii.