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1878年,阿姆斯特朗在英国诺森伯兰郡克拉格塞德乡村别墅建成的6马力水电装置,虽然是家庭用的水电装置,但有水轮机和发电机,发出的是直流电且有“用户”,符合“水力发电站”定义的所有要素,所以有权威水电机构和知名网站称之为“世界上第一座水电站”。但也有其他权威机构对此并不认可,特别是美国官方权威的能源、水电机构的网站认为世界第一座水电站在美国,即1881年美国纽约州尼亚加拉大瀑布建成的水电站,或1882年美国威斯康星州的阿普尔顿第一座爱迪生水电站。但各权威机构网站都认可“世界上第一座大型水电站”指的是1895年发电的美国尼亚加拉大瀑布亚当斯水电站。(英文对此始终用“Water power Project”而慎用“Water power Station”。)
图为世界上第一座大型水电站——亚当斯电站1号和2号厂房和变压器间,由尼亚加拉瀑布电力公司于1895年拍摄。图片来源于美国纽约特斯拉(Tesla)社会博物馆网站。
图为世界上第一座大型水电站——亚当斯电站1号厂房内的发电机组设备。
当年想要在尼亚加拉大瀑布建大型水电站,就像中国在上世纪三十年代想要在长江三峡建大电站一样,面临不能“一口吞下”如此丰富水电资源的问题。大瀑布水量大、落差大,当时的技术难题是能利用多大水头、多少流量?如何选择机组容量和输电技术才能将电力送至更远的城市?
1886年,纽约州工程师的托马斯˙埃弗谢德提出了一份名为充分利用整个上尼亚加拉河(大瀑布上面)和下尼亚加拉河(大瀑布下面)的规划,拟在大瀑布开发200000马力。规划在瀑布上面建设一系列的渠道为数以百计的磨粉厂提供动力,并开凿巨大隧洞将水全部引到下游河道。但当时美国能制造的最大功率水轮机只有100马力,且当时广泛应用的直流输电距离仅为3.2公里,还不足以送到离大瀑布40公里的纽约布法罗市(水牛城)。除此以外,投资也难以筹措。因此,许多世界著名的专家认为,开发大瀑布水力资源的目标还非常遥远!
爱德华˙迪恩˙亚当斯,一位纽约的投资者成为了尼亚加拉电力公司的总裁。他认为当时现有的技术水平不能解决大瀑布的水电开发和远距离外送问题。因此,尼亚加拉电力公司悬赏10万美元奖金给能解决长距离输电的发明者,当时竟无人响应。随后,全世界的智库都集中在英国伦敦讨论这个问题。在应用直流输电还是交流输电问题上争论尤为激烈。年长者赞成直流,而年青的天才赞成交流。最后汤普森 ˙爱迪生和威廉˙凯尔文决定选用交流输电为标准。1856年出生的克罗地亚人尼古拉˙塔斯拉,适时创立了全世界认同的实用交流输电系统,而美国的发明家和制造商乔治˙威斯汀豪斯将其变成现实。1883年,威斯汀豪斯在大瀑布创建了交流电照明系统。1893年5月6日,瀑布建筑公司最终决定在发电技术和输电技术上采用交流电。
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