Водяное колесо – это средство извлечения энергии из потока (или падения) воды. Водяные колеса широко использовались в период Средневековья, являясь своеобразной движущей силой развития промышленности в Европе. Альтернативой водяному колесу были ветряная мельница и энергия, добываемая по средством движения человека или животного. Большинство обычного использования водяного колеса направлялось на производство муки, также водяные колеса выполняли и другие виды работ.
Водяное колесо состоит из большого деревянного или металлического колеса, со многими лезвиями или ведрами, устроенными на внешней оправе, формирующей ведущую поверхность. Обычно, колесо установлено вертикально на горизонтальной оси, но бадья или норвежское колесо установлены горизонтально на вертикальной шахте. Вертикальные колеса могут передавать энергию через ось или через кольцевой механизм, и типично вести пояса или механизмы; горизонтальные колеса обычно непосредственно «ведут» свой груз.
Плавный поток часто являлся своеобразным заслоном, чтобы поддержать устойчивую поставку воды для завода. Канал, созданный для воды, чтобы следовать по течению к или от водяного колеса, является мельницей, или просто “мельничным лотком”, и обычно делится на секции.
Первое использование водяного колеса, возможно, произошло в 4-ом столетии до н.э. в Индии. Согласно Тэрри С. Рейнольдс, “Джозеф Нидхэм отметил в 1965 году, что определенные древние индийские тексты, датируемые приблизительно 350 годом до н.э., упоминали cakkavattaka (крутящееся колесо)”. Однако Рейнольдс также пишет, что “термин, использованный в индийских текстах, неоднозначен и ясно не указывает на то, что устройство приводится в действие водой”.
Поливная вода для зерновых культур доставлялась при использовании воды, которую поднимали колеса, которые приводились в действие потоком реки.
Приблизительно в 1150 году, астроном Бхаскара Ачарйя (Bhaskara Acharya) наблюдал поднимающие воду колеса и предполагал, что такое колесо, снимающее достаточно воды пополняло поток, приводя в движение бесконечную машину движения.
Строительство водных механизмов и аспекты водной технологии в Индии описаны в арабских и персидских работах. В течение Средневековья распространение индийских и персидских ирригационных технологий давало начало передовой ирригационной системе, которая способствовала экономическому росту, и также помогла в росте материальной культуры.
За исключением возможного индийского случая, самое раннее водяное колесо в Европе происходит из Древней Греции и Малой Азии, образцы зарегистрированы в работе Аполлония Пергемского (Apollonius Perge) 240 год до н.э.. У Митридата VI Эвпатора Понтийского был водный завод в его дворце в Кабире еще до 71 года до н.э.
Китайские водяные колеса почти наверняка были неизменно горизонтальными. К, по крайней мере, 1-ому столетию нашей эры, китайцы Восточной Династии Хань начали использовать водяные колеса, чтобы размолоть зерно растений и привести поршневые мехи в действие.
Водяные колеса в Китае нашли практическое использование. Изобретатель Жанг Хенг (78-139 гг.) был первым в истории, чтобы применить движущую энергию во вращении астрономического инструмента армиллярной сферы, при помощи водяного колеса.