Historische Wasserkraftanlagen in den Vereinigten Staaten von Amerika. Ein Führer durch die Anfänge der amerikanischen Hydroelektrizitätswirtschaft

Erstauflage 2019
ISBN: 978-3-95935-509-4
Verlag: disserta verlag

Buch, Deutsch, 180 Seiten, Paperback, Format (B × H): 155 mm x 220 mm, Gewicht: 296 g

Die US-amerikanische Hydroelektrizitätsgeschichte nahm in den 1880er Jahren ihren Anfang, als in der Ortschaft Appleton (Wisconsin) die erste mit Wasserturbinen betriebene Kraftwerksanlage entstand. Von diesem Zeitpunkt an erlebte die auf Wasserkraft basierende Stromerzeugung einen kontinuierlichen Aufschwung, wobei insbesondere die Industriezentren des Ostens ihre Produktionsanlagen sukzessive auf den Betrieb mit E-Motoren umstellten. Im Jahre 1900 gab es bereits 200 hydroelektrische Anlagen mit einer Gesamtleistung von 0,5 GWh. In den 1950er Jahren erhöhte sich diese Zahl auf über 1.700 (16 GWh) und im Jahre 2000 auf über 7.200 Werke (105 GWh). Neben den klassischen Industriebetrieben bezogen zu Beginn des 20. Jahrhunderts auch das Bergbau- und Verkehrswesen immer mehr Energie aus der Wasserkraft. Zudem wurde eine stetig steigende Anzahl an Privathaushalten mit Hydroelektrizität versorgt. Im Laufe des vergangenen Jahrhunderts kam es zur Errichtung immer größerer Speicherkraftwerke (z. B. Grand Coulee, Hoover-Staudamm), die für die Stromversorgung ganzer Städte verantwortlich zeichneten. Die moderne amerikanische Hydroelektrizitätswirtschaft verfolgt im Wesentlichen drei Ziele: Neben einer Effizienzsteigerung bereits bestehender Strukturen werden ein Rückbau alter Anlagen mit Renaturierung der umgebenden Landschaft sowie eine langfristige Etablierung der Wasserkraft unter den erneuerbaren Energieträgern angestrebt.

Autoren/Hrsg.

Sturm, Robert

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Energietechnik | Elektrotechnik Windkraftanlagen, Wasserkraftanlagen
• Technische Wissenschaften Technik Allgemein Technikgeschichte

Leseproben

Textprobe:
Kapitel 2 Geschichte der Hydroelektrizität in den Vereinigten Staaten:
2.1 Wichtige Entwicklungen vor Etablierung der Wasserkraft:
Als einer der ersten Meilensteine in der Entwicklung der Hydroelektrizität gilt zweifelsohne der Bau eines Permanentmagnetgenerators, welcher dem belgischen Ingenieur Francois Nollet im Jahre 1840 gelang. Zunächst war lediglich die Inbetriebnahme des Generators durch eine Gas - oder Dampfmaschine vorgesehen. Etwas später fasste man auch den Antrieb der Apparatur durch Wind oder Wasser ins Auge, womit ein wesentlicher Schritt in Richtung erneuerbare Energien getätigt wurde.
Der oben genannte Entwicklungsprozess fand weniger als zehn Jahre nach Michael Faradays Demonstration des Prinzips der elektrischen Induktion statt und darf trotz seiner Spontaneität und Unauffälligkeit als wesentliche Grundlage für die Konzeption der hydroelektrischen Strom-industrie angesehen werden. Die Evolution der Wasserturbine war in den 1840er Jahren schon relativ weit vorangeschritten, wobei die an den Schaufelrädern stattfindende Energietransformation bereits mit Wirkungsgraden von ungefähr 75 % erfolgte. Dieser Umstand ist wenig überraschend, wenn man auf die bereits zur damaligen Zeit bestandene, mehrere Jahrtausende währende Tradition des Wasserrades mit all seinen Formveränderungen und Verbesserungen blickt.
Fairerweise muss man hier hinzufügen, dass der elektrische Generator im Jahre 1840 noch lediglich ein "Laborspielzeug" darstellte, dessen Weiterentwicklung und Fertigung in industriellem Ausmaß an dem noch sehr geringen Interesse scheiterte, welches man seinem Erzeugnis, dem elektrischen Strom, entgegenbrachte. Bis zu diesem Zeitpunkt sah man Batterien als ausreichend für die Versorgung von größtenteils medizinischen und experimentellen Einrichtungen mit Elektrizität an. Durch die Erfindung des galvanoplastischen Drucks und des Galvanisierungsverfahrens im Allgemeinen entstand jedoch wenig später ein erhöhter Bedarf nach elektrischer Energie, den die Batterien nicht mehr abzudecken vermochten. Diese Forderung gab letztendlich den Ausschlag für die Entwicklung von stabileren und leistungsfähigeren Generatoren. Eine zusätzliche Befeuerung des angestoßenen Prozesses erfolgte durch die Einführung und den vermehrten Gebrauch des elektrischen Lichtbogens in der Mitte der 1850er Jahre.
Die stetigen, an der Apparatur durchgeführten Verbesserungen fanden in immer kürzeren Zeitabständen statt. Sowohl die rotierenden Bestandteile des Generators als auch die Magneten wurden einer kontinuierlichen Umstrukturierung zum Zweck der Leistungssteigerung unterzogen. Die Permanentmagneten wurden dabei zunächst in Bezug auf Anzahl, Form und Anordnung verändert und in weiterer Folge durch wesentlich effizientere Elektromagneten ersetzt. Anstelle der relativ ineffektiven Spulenwindung traten innerhalb kurzer Zeit die Ring- und die Zylinderwindung. All diese Entwicklungen hatten schlussendlich zur Folge, dass der elektrische Generator (Dynamo) an die Wasserturbine zur Erzeugung von elektrischem Strom gekoppelt werden konnte.
2.2 Anfänge der Hydroelektrizität in den Vereinigten Staaten:
In der Mitte des Jahres 1882 widmete sich kein Geringerer als Thomas Alva Edison der Fertigstellung seines berühmten Dampfkraftwerks in der Pearl Street in New York. Zeitgleich erwarb eine Gruppe von Mühlenbesitzern und Einwohnern der Stadt Appleton (Wisconsin) zwei Edison-Dynamos, welche genügend elektrische Leistung für die Inbetriebnahme von 500 Lampen liefern sollten. Einer dieser Dynamos wurde in einer Mühle der Appleton Pulp and Paper Company am Fox River installiert und durch dasselbe Wasserrad angetrieben, das auch für die Bewegung der Papierstampfe verantwortlich zeichnete. Vom Generator wurden einzelne Kabel zu den Elektrolampen in der Papiermühle und zu einem weiteren östlich gelegenen Betrieb verlegt. Zudem wurde der Wohnsitz des Mühleneigners mit elektrischem Strom versorgt (Abb. 6,

Über Autor(innen)

Robert Sturm, Mag. mult. Dr., wurde 1971 in Salzburg geboren. Seine Studien der Naturwissenschaften (Geologie, Biologie, Physik) und Geschichte an der Universität Salzburg schloss der Autor im Zeitraum zwischen 1995 und 2008 erfolgreich ab. Bereits während des Geschichtsstudiums beschäftigte sich der Autor eingehend mit dem industriellen Werdegang im Bundesland Salzburg. Das Hauptaugenmerk der historischen und industriearchäologischen Forschung wurde dabei unter anderem auf die Entwicklung der mittel- und großbetrieblichen Strukturen im Raum Salzburg gelegt. Zahlreiche in diesem Zusammenhang gewonnene Erkenntnisse motivierten den Autor, sich der Thematik des Buches zu widmen.