Движущаяся вода имеет большую энергию. Всего шесть дюймов (15 сантиметров) проточной воды могут смыть небольшой автомобиль. Водяное колесо — это ранняя успешная попытка обуздать энергию проточной воды и использовать ее для человека. Водяное колесо представляет собой колесо с прикрепленными к нему лопастями или ведрами. Вода течет по лопастям или ведрам, заставляя колесо двигаться и позволяя передавать энергию для выполнения работы.
Водяные колеса использовались на протяжении тысячелетий. На самом деле есть свидетельства того, что они использовались еще в 4000 году до нашей эры. Греческий писатель Антипатр в одном из своих произведений упомянул водяное колесо. Доказательства водяных колес можно найти по всему миру, в том числе в Италии, Индии, Китае и Америке. Независимо от того, где они находятся, водяные колеса обычно подразделяются на три категории: горизонтальное колесо, колесо с недоливом и колесо с недоливом.
Горизонтальное колесо считается самой ранней формой водяного колеса. Само колесо обычно размещают на полу мельницы или в любом другом месте, где оно используется. Затем быстро текущая вода омывает его, ударяя по лопастям и заставляя колесо вращаться. Вращающееся колесо прикреплено вертикальной осью к верхнему жернову, который вращает и перемалывает колесо о стационарный нижний жернов. Это наименее эффективная форма водяного колеса.
Водяное колесо с недоливом более эффективно. Этот тип вертикального колеса можно использовать там, где ландшафт плоский. Сила воды толкает лопасти под колесо, заставляя его вращаться. Разновидностью этого типа колеса, хотя иногда его относят к отдельному типу, является колесо для нагрудника. В этом типе колеса вода попадает в ведра близко или чуть выше центра колеса.
Используя около 63% энергии воды, колесо с овершотом является наиболее эффективным типом водяного колеса. Колесо обратного выстрела — одна из разновидностей этого типа. Это вертикальное колесо использует воду, льющуюся сверху колеса, для его движения. Таким образом, колесо не только движется под действием силы воды, но также использует силу гравитации. Часто вода, используемая для движения этих колес, должна быть каким-то образом перекрыта или отведена. Несмотря на то, что этот тип водяного колеса является наиболее эффективным, его конструкция также может оказать наибольшее влияние на окружающую среду.