Air dapat dimanfaatkan dalam berbagai cara, salah satunya untuk pembangkit tenaga. Kita mengenal kincir air. Teknologi kincir air ini telah dikenal oleh orang Inggris sekitar 900 tahun yang lalu. Perkembangannya semakin pesat memasuki abad XIX, di mana pada waktu itu jumlah kincir angin yang beroperasi di Inggris mencapai 20.000 unit. Di kawasan Eropa, Asia, dan sebagian Afrika, kincir air digunakan untuk menggerakkan mesin industri.
Perkembangan berikutnya ialah munculnya teknologi turbin air. Seiring dengan kemajuan zaman, turbin bertenaga air saat ini telah memiliki kemampuan untuk berputar dalam kecepatan yang sangat tinggi. Dari sini muncullah tenaga air (hydropower), yang memiliki kelebihan ramah lingkungan, dapat diperbaharui dan bersumber dari alam. Eksistensi hydropower sangatlah bermanfaat untuk pengairan sawah dan persediaan air minum. Cina termasuk negara yang sangat "getol" memanfaatkan hydropower. Negara tersebut telah memiliki lebih dari 85.000 unit pembangkit listrik tenaga hidro berskala kecil.
Berdasarkan kapasitas dayanya, hydropower dapat dibagi menjadi 5 (lima) jenis, sebagai berikut:
(1) Large-hydro. Memiliki daya lebih dari 100 MW dan digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik berskala besar;
(2) Medium-hydro. Memiliki daya antara 15 dan 100 MW dan digunakan sebagai pembangkit listrik berskala menengah;
(3) Small-hydro. Memiliki daya antara 1 dan 15 MW dan digunakan sebagai pembangkit listrik berskala menengah ke bawah;
(4) Mini-hydro. Memiliki daya di atas 100 kW namun di bawah 1 MW dan digunakan untuk pembangkit tenaga tertentu;
(5) Micro-hydro. Memiliki daya antara beberapa ratus Watt untuk pengisian ulang (recharge) baterai dan 100kW untuk aplikasi pengolahan makanan. Jenis micro-hydro mengalirkan daya untuk masyarakat kecil atau industri pedesaan di daerah pelosok yang letaknya jauh dari pusat pembangkit listrik.
Dari kelima jenis hydropower tersebut di atas, akhir-akhir ini perhatian banyak dicurahkan pada usaha untuk menciptakan micro-hydro power terkait dengan penyediaan pembangkit tenaga bagi masyarakat yang tinggal di daerah pelosok yang masih kekurangan suplai tenaga listrik untuk keperluan sehari-hari mereka.
Turbin micro-hydro adalah sebuah cara yang efisien untuk menghasilkan listrik dengan cara sendiri karena sangat ramah lingkungan. Teknologi ini, jika tidak dapat dikatakan tidak berdampak, memiliki dampak yang kecil sekali bagi lingkungan dan akan memberikan energi yang kontinyu bagi kita dengan biaya yang relatif murah.
Skema komponen Micro-hydro
Sekarang kita akan mengetahui tentang skema komponen micro-hydro yang memanfaatkan aliran sungai (run-of-the-river micro-hydro scheme). Terdapat sejumlah komponen utama dari skema micro-hydro (lihat Gambar 1). Jenis skema pada gambar tersebut, kita tidak memerlukan tempat penampungan air, melainkan cukup dengan mengalihkan aliran air dari sungai menuju saluran yang dibuat pada lembah sungai, kemudian menuju ke turbin melalui sebuah komponen yang dinamakan "penstock". Turbin menggerakkan generator dan menghasilkan listrik. Jalur transmisi dapat diperluas ke lingkungan setempat, dalam hal ini pedesaan, untuk memenuhi kebutuhan listrik dalam bentuk lampu penerangan dan kebutuhan lainnya.
Menghasilkan daya dari air
Untuk menentukan potensi daya dari air yang mengalir di sungai atau arus, maka kita perlu menentukan terlebih dahulu tingkat aliran air dan head tempat air akan bergerak jatuh dengan arah vertikal/tegak lurus. Tingkat aliran (atau flow rate) adalah kuantitas air yang mengalir melalui sebuah titik pada waktu tertentu. Satuan dari tingkat aliran air adalah liter/detik atau meter-kubik/detik. Sedangkan 'head' adalah perbedaan ketinggian antara sumber air dan lokasi turbin. Istilah lengkapnya adalah 'static head'. Adapun daya potensial yang dihasilkan dihitung dengan persamaan (1) di bawah ini:
Daya teoretikal (P) = Tingkat Aliran (Q) x Head (H) x Gravitasi (g)
Gravitasi memiliki nilai konstan = 9,81 meter per detik kuadrat
Dengan demikian maka akan diperoleh persamaan (2)
