Исторические предпосылки создания современной гидроэнергетики.

Европа, обладая большими водными площадями, получала выгоду от использования энергии, производимой путем перемещения воды. Вертикальное водяное колесо, изобретённое, за два века до рождества Христова, распространилось по всей Европе очень быстро. К концу римской эпохи, водяные мельницы выполняли множество ранних промышленных процессов. Производительность увеличивалась, и места с хорошими водно-энергетическими ресурсами стали центрами экономической и промышленной деятельности [5].

Историк Терри Рейнольдс замечает, что рост использования энергии воды, явился центральным элементом в западной технологии. В средние века, инженеры-гидравлики устанавливают мельницы на лодках и мостах, и вместе с этим появляются плотины для аккумуляции энергии воды и направления её по каналам на колёса. Изобретение и распространение распределительного коленчатого валов, позволило применить энергию воды к задачам, которые требуют возвратно-поступательного движения (например, работа молота и дутьё кузнечных мехов), и произвели революцию в черной металлургии. Количество водяных мельниц в Европе неуклонно возрастает. Появляется все больше и больше водно-промышленных комплексов, таких как большие водяные хлопчатобумажных фабрики Уильям Струтта и Ричарда Окрайта, действовавшие в течение 1770-х годов в Англии [5].

Открыв Америку, колонисты привезли с собой водяные мельницы, которые распространились до Канады. К 1800 году граждане Соединенных Штатов открыли  текстильные английские фабрики, промышленные города появились в штатах и других местах новой Англии. К тому времени евро-американская промышленность зависела почти исключительно от энергии воды [5].

В истории человечества водяные двигатели всегда играли особую роль. На протяжении многих веков водяные машины были главным источником энергии на производстве. Затем развитие тепловых (а позже – электрических) двигателей сильно сузило сферу их применения. Однако везде, где имелись дешёвые гидроресурсы (ручей с быстрым течением, водопад или порожистая река), водяной двигатель мог оказаться предпочтительнее всех других, поскольку был очень прост по своей конструкции, не требовал топлива и имел сравнительно высокий КПД. После того как в первой половине XIX века была изобретена водяная турбина с очень высоким КПД, гидроэнергетика пережила как бы второе рождение. Развернулось строительство ГЭС, на которых электрогенераторы получали свой привод от гидротурбин различных конструкций [6].

Первые водяные колёса появились ещё в древности. По конструкции они делились на два основных вида: нижнебойные (подливные) и верхнебойные (наливные). Нижнебойные водяные колёса были наиболее простым типом водяного двигателя. Они имели самый низкий КПД, так как их работа основывалась на невыгодном принципе: подтекающая под колесо вода ударяла в лопатки, заставляя их вращаться. Работа верхнебойных колёс основывалась на использовании веса падающей воды [6].

КПД верхнебойного водяного колеса достигал 75%, который был самым высоким из всех созданных тогда двигателей, а КПД нижнебойного - меньше 65%. Несмотря на относительно высокий КПД, водяные колёса были маломощными двигателями. Обычно их мощность равнялась 5 – 6 лошадиных сил. Для получения больших мощностей строились колёса огромных размеров,  но появились трудности: такая «махина» была тяжела, громоздка, её было трудно запустить[6].

Нижнебойное и верхнебойное водяные колёса отличались по свойствам: при равной мощности первое имело большую скорость вращения, чем второе [6].

С появлением тепловой машины Уатта, водяные двигатели стали забываться. Второе возрождение водяного двигателя началось в 1750 [6].

Человечество обратило внимание на малую гидроэнергетику. К этой области гидроэнергетики, относятся ГЭС малой мощности, называемые малыми ГЭС. В настоящее время признанных в едином мире критериев причисления ГЭС к категории малых не существует. Изучение малой ГЭС, показала, что она довольно значительна [8].

Малая гидроэнергетика - область гидроэнергетики, переживающая уже третий виток в истории своего развития в нашей стране. Строительство первых малых ГЭС началось ещё в прошлом веке, когда их строили для электроснабжения отдельных предприятий или небольших посёлков. Число таких ГЭС невелико. Затем они стали вытесняться мелкими тепловыми электростанциями, возможности размещения которых были шире [8].

Сегодня для работы ГЭС на реках созданы водохранилища, часто даже каскады водохранилищ, но пока людям служит  небольшая часть гидроэнергетического потенциала Земли. Ежегодно огромные потоки воды, образующиеся от дождей и таяния снегов, стекают в моря неиспользованными. В случае задержания их с помощью дамб, человечество получило бы дополнительно огромное количество энергии.