Bewegtes Wasser hat viel Energie. Nur 15 Zentimeter fließendes Wasser können ein kleines Auto wegspülen. Ein Wasserrad ist ein früher erfolgreicher Versuch, die Energie des fließenden Wassers für den Menschen nutzbar zu machen. Ein Wasserrad ist ein Rad, an dem Schaufeln oder Eimer befestigt sind. Wasser fließt über die Schaufeln oder Eimer, wodurch sich das Rad bewegt und Energie übertragen wird, um Arbeit zu verrichten.
Wasserräder sind seit Jahrtausenden im Einsatz. Tatsächlich gibt es Hinweise darauf, dass sie bereits 4000 v. Chr. verwendet wurden. Ein griechischer Schriftsteller, Antipater, erwähnte in einem seiner Werke ein Wasserrad. Beweise für Wasserräder sind auf der ganzen Welt zu finden, unter anderem in Italien, Indien, China und Amerika. Egal wo sie sich befinden, Wasserräder werden im Allgemeinen in drei Kategorien eingeteilt: das horizontale Rad, das oberschlächtige Rad und das unterschlächtige Rad.
Ein horizontales Rad gilt als die früheste Form des Wasserrads. Das Rad selbst wird normalerweise auf dem Boden einer Mühle oder wo immer es verwendet wird, platziert. Dann wird es mit schnell fließendem Wasser überspült, das auf die Paddel trifft und das Rad zum Drehen bringt. Das Drehrad ist mit einer vertikalen Achse am oberen Mühlstein befestigt, die das Rad gegen einen feststehenden unteren Mühlstein dreht und schleift. Dies ist die am wenigsten effiziente Form des Wasserrads.
Das unterschlächtige Wasserrad ist effizienter. Diese Art von vertikalem Rad kann verwendet werden, wenn die Landschaft flach ist. Die Kraft des Wassers drückt die Paddel unter das Rad, wodurch es sich dreht. Eine Variation dieses Radtyps, obwohl manchmal als eigener Typ klassifiziert, ist das Brustschussrad. Bei dieser Art von Rad trifft das Wasser nahe – oder knapp über – der Mitte des Rades auf die Eimer.
Das oberschlächtige Rad ist mit etwa 63 % der Energie des Wassers die effizienteste Art von Wasserrad. Ein Backshot-Rad ist eine Variation dieser Art. Dieses vertikale Rad verwendet das Wasser, das auf das Rad strömt, um es zu bewegen. Somit bewegt sich das Rad nicht nur mit der Kraft des Wassers, sondern nutzt auch die Kraft der Schwerkraft. Oftmals muss das Wasser, mit dem diese Räder bewegt werden, aufgestaut oder auf irgendeine Weise umgeleitet werden. Obwohl diese Art von Wasserrad am effizientesten ist, kann ihre Konstruktion auch die Umwelt am stärksten beeinträchtigen.