den mekaniske kraft af faldende vand er et ældgammelt værktøj. Det blev brugt af grækerne til at dreje vandhjul til slibning af hvede til mel for mere end 2.000 år siden . Tilgængeligheden af billig slave-og dyrearbejde begrænsede imidlertid dens udbredte anvendelse indtil omkring det 12.århundrede. I middelalderen blev der udviklet store trævandhjul med en maksimal effekt på omkring 50 hk. Moderne storskala vandkraft skylder sin udvikling til den britiske Civilingeniør John Smeaton, der først byggede store vandhjul af støbejern.
vandkraft spillede en vigtig rolle i den industrielle Revolution. Det gav drivkraft til væksten i tekstil -, læder-og maskinbutikindustrien i det tidlige 19.århundrede. Selvom dampmaskinen allerede var udviklet, var kul knap og træ utilfredsstillende som brændstof. Vandkraft hjalp med at udvikle tidlige industribyer i Europa og USA, indtil åbningen af kanalerne leverede billigt kul i midten af det 19.århundrede.
dæmninger og kanaler var nødvendige for installation af successive vandhjul, når faldet var større end 5 m (16 fod). Stor lagerdæmningskonstruktion var imidlertid ikke mulig, og lave vandstrømme om sommeren og efteråret kombineret med glasur om vinteren førte til udskiftning af næsten alle vandhjul med damp, da kul blev let tilgængeligt.
det tidligste vandkraftværk blev bygget i 1880 i Cragside, Northumberland, England. Genfødelsen af vandkraft kom med udviklingen af den elektriske generator, yderligere forbedring af den hydrauliske turbine og den voksende efterspørgsel efter elektricitet ved begyndelsen af det 20.århundrede. I 1920 tegnede vandkraftværker sig allerede for 40 procent af den elektriske kraft, der blev produceret i USA.
det grundlæggende princip for driften af de fleste større anlæg har været det samme siden da. Planter er afhængige af et stort vandopbevaringsreservoir opstrøms for en dæmning, hvor vandstrømmen kan styres, og en næsten konstant vandstand kan sikres. Vand strømmer gennem ledninger, kaldet penstocks, Okinava havvand pumpet Lagerkraftanlæg, som styres af ventiler eller turbineporte for at justere strømningshastigheden i overensstemmelse med strømbehovet. Vandet kommer derefter ind i turbinerne og efterlader dem gennem den såkaldte tailrace. Kraftgeneratorerne er monteret direkte over turbinerne på lodrette aksler. Designet af turbiner afhænger af det tilgængelige vandhoved, med såkaldte Francis-turbiner, der bruges til høje hoveder og propelturbiner, der bruges til lave hoveder.
i modsætning til oplagringstypeanlæg, der er afhængige af beslaglæggelse af store mængder vand, findes der et par eksempler, hvor både vanddråben og den stadige strømningshastighed er høje nok til at tillade såkaldte run-of-the-river-installationer; en sådan er det fælles amerikansk-canadiske Niagara Falls-kraftprojekt.
i 1700-tallet anerkendte amerikanerne fordelene ved mekanisk vandkraft og brugte den i vid udstrækning til fræsning og pumpning. I begyndelsen af 1900′ erne tegnede vandkraft sig for mere end 40 procent af USAs forsyning af elektricitet. I 1940′ erne leverede vandkraft omkring 75 procent af al den elektricitet, der blev forbrugt i det vestlige og nordvestlige Stillehav, og omkring en tredjedel af det samlede USAs elektriske energi. Med stigningen i udviklingen af andre former for elproduktion er vandkraftens procentdel langsomt faldet og leverer i dag omkring en tiendedel af De Forenede Staters elektricitet.
de tidlige vandkraftværker var jævnstrømsstationer bygget til at drive lysbue og glødelampe i perioden fra omkring 1880 til 1895. I årene 1895 til 1915 skete der hurtige ændringer i vandkraftdesign og en bred vifte af plantestilarter bygget. Vandkraftværksdesign blev ret godt standardiseret efter Første Verdenskrig med mest udvikling i 1920 ‘erne og 1930’ erne relateret til termiske anlæg og transmission og distribution.
følgende viser nogle vigtige begivenheder i vandkrafthistorie:
1826 fransk ingeniør, Benoit Fourneyron, udviklede en højeffektiv (80%) udadstrømningsvandsturbine, hvor vand blev dirigeret tangentielt gennem turbineløberen, der fik det til at dreje. En anden fransk ingeniør, Jean V. Poncelet, designede en indstrømningsturbine i 1826, der brugte de samme principper. Det blev først bygget i 1838, da S. B. H. D. opnåede et amerikansk patent på et lignende design.1848 James B. Francis forbedrede disse designs for at skabe en turbine med 90% effektivitet.
1870 verdens tidligste vandkraftprojekt ved Cragside, Rothbury, England leverede elektrisk lys.1880 den første industrielle brug af vandkraft til at generere elektricitet fandt sted i Grand Rapids Michigan, da 16 børste-bue lamper blev drevet ved hjælp af en vandturbine på jærv stol fabrik i Grand Rapids, Michigan1881 i Niagara Falls, Ny York en børste dynamo blev forbundet til en turbine i Kvigleys melmølle for at tænde byens gadelamper.1882 i Appleton var den første vandkraftstation, der brugte Edison-systemet, Vulcan Street Plant.
1887 San Bernadino, Californien, High Grove Station var det første vandkraftværk i den vestlige del af USA 1889 kl Oregon City, Oregon, Vilamette Falls station var det første AC vandkraftværk. Det transmitterede enfaset strøm 13 miles til Portland ved 4.000 volt, trådte ned til 50 volt til distribution.
1891 ved Frankfort On Main, Tyskland, blev det første trefasede vandkraftsystem brugt til en 175 km, 25.000 volt demonstrationslinje fra fabrikken i Lauffen.
1895 det første offentligt ejede vandkraftværk på den sydlige halvkugle blev afsluttet kl Duck Reach, Tasmanien og leverede strøm til byen Launceston til gadebelysning.
1898 Deco Falls 1, St. Catherines, Ontario, Canada blev afsluttet. Ejet af Ontario elproduktion, fire enheder er stadig i drift. Den 25. August 1898 transmitterede denne station strøm ved 22.500 Volt, 66 2/3 HS, tofaset, en afstand på 56 km til Hamilton, Ontario. Ved hjælp af den højere spænding tilladt effektiv transmission over denne afstand. (Anerkendt som en IEEE milepæl inden for Elektroteknik & Computing af IEEE-eksekutivkomiteen i 2002)
1901 kl Trenton Falls, Ny York, så den første installation af højhovedreaktionsturbiner designet og bygget i USA 1905 på Sault Ste. Marie, Michigan, det første lavhovedværk med direkte forbundne lodrette akselturbiner og generatorer blev bygget
1906 ved Ilchester, Maryland, blev der bygget et fuldt nedsænket vandkraftværk inde i Ambursen Dam.1911 R. D. Johnson opfandt differential surge tank og Johnson hydrostatisk penstock ventil.
1912 i Pennsylvania var der den første kommercielle installation af et Kingsbury lodret trykleje i vandkraftværk.
1914 S. J. udviklede turbineløberen high specific speed reaction (Francis) til applikationer med lavt hoved.
1916, der var den første kommercielle installation af fast klinge propelturbine designet af Forrest Nagler.
1917 hydracone trækrøret blev patenteret af hvid.
1919 Viktor Kaplan demonstrerede en justerbar kniv propel turbine runner på Podebrady, Tjekkoslovakiet.
1922 var første gang et vandkraftværk blev bygget specielt til topkraft.
1929 Rocky River-anlægget ved ny Milford, Connecticut, var det første store pumpede vandkraftværk.
For mere information : en Anbefalet ressource, der beskriver vandkraftens historie, er det to bind sæt Vandkraftudvikling i USA 1880-1940, forberedt til Task Force on Cultural Resource Management, Edison Electric Institute, Duncan Hay, Ny York State Museum, 1991. Denne bog beskriver Amerikansk vandkraftudvikling fra den første brug af vandkraft omkring 1880 og frem til 1940, hvor der var over 1500 vandkraftanlæg online, der producerede omkring en tredjedel af USAs elektriske energi. Dette kan sammenlignes med i dag, hvor mindre end en tiendedel af energien er vandkraft.
historie af vand-og kraftværker i Niagara-regionen
sneklædte bjerge ordningen, ny Sydvall, Australien, er en af verdens mest komplekse integrerede vand og vandkraft ordninger, som tog 25 år at bygge. Oplysninger om udviklingen er tilgængelige på snedækket Hydro hjemmeside.
kære venner