La planta de generación hidroeléctrica Ames , construida en 1890 cerca de Ophir, Colorado , fue uno de los primeros (si no el primero) sistema comercial en producir y transmitir electricidad de corriente alterna (CA) para uso industrial y una de las primeras plantas hidroeléctricas de CA jamás construido. [1] Entró en funcionamiento en 1891 y fue construido por Westinghouse Electric alrededor de dos de sus grandes alternadores . Uno fue instalado en el valle como generador y accionado por agua. Estaba conectado por una línea de transmisión de 2.6 millas (4.2 km) al segundo alternador usado como motor en la mina Gold King.para impulsar la operación minera. La instalación ha sido modificada y mejorada a lo largo de los años, pero aún está en funcionamiento. Ahora está en la Lista de hitos de IEEE . [2]
Planta de generación hidroeléctrica Ames | |
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![]() Planta de generación hidroeléctrica Ames en 2011 | |
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País |
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Localización | Ames , Colorado , Estados Unidos |
Coordenadas | 37 ° 51′52.88 ″ N 107 ° 52′55.18 ″ W / 37.8646889 ° N 107.8819944 ° WCoordenadas : 37 ° 51′52.88 ″ N 107 ° 52′55.18 ″ W / 37.8646889 ° N 107.8819944 ° W |
Estado | Operacional |
Fecha de comisión | 1891 |
Propietario (s) | Xcel Energy |
Central de energía térmica | |
Tecnología de turbinas | Hidroeléctrico |
Generación de energía | |
Unidades operativas | 1 |
Capacidad de la placa de identificación | 3,75 MW |
enlaces externos | |
Los comunes | Medios relacionados en Commons |
Historia
La necesidad de alimentar un molino de sellos para procesar el mineral en la mina Gold King en las montañas cerca de Ophir, Colorado, llevó al principal accionista Lucien L. Nunn a buscar una alternativa menos costosa al molino de vapor de madera en el sitio. El combustible de madera escaseaba en las minas a 12,000 pies de altura y no se podía usar carbón porque no había un ferrocarril que condujera a la mina. El río San Miguel 3000 pies cuesta abajo a 3 millas de la mina parecía ser una buena fuente de energía, pero algunos de los métodos de transmisión de energía, incluido el aire comprimido accionado por agua y las transmisiones por correa, no parecían factibles. Paul, el hermano de Lucien, un ingeniero eléctrico , comenzó a estudiar el uso de motores eléctricos para impulsar la planta. Se encontró que un sistema eléctrico de corriente continua de 220 voltios era demasiado caro debido al tamaño de los conductores de cobre necesarios para transmitir un voltaje tan bajo a las distancias que estaban contemplando. Un sistema de corriente alterna de alto voltaje parecía más prometedor, por lo que se pusieron en contacto con Westinghouse Electric , con sede en Pittsburgh, Pensilvania, en 1890 y los convencieron de que suministraran un sistema impulsado por electricidad basado en tecnología de corriente alterna. [3]
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/a/a5/Ames_Colorado_generator_alternating_current_power_plant_1891_Gold_King_Mine.png/220px-Ames_Colorado_generator_alternating_current_power_plant_1891_Gold_King_Mine.png)
El sistema de aire acondicionado fue diseñado e instalado por los empleados de Westinghouse VG Converse , Lewis B. Stillwell , Charles F. Scott y Ralph D. Mershon con la ayuda de estudiantes de ingeniería que reclutaron de la Universidad de Cornell . [4] En el verano de 1890 Westinghouse entregó el equipo y los ingenieros lo instalaron más tarde ese invierno. El sistema consistía en dos alternadores monofásicos Westinghouse idénticos de 100 hp (el más grande que fabricaba la compañía en ese momento). Uno se instaló en una casa de generadores, inicialmente solo un cobertizo de madera, en el pequeño asentamiento de Ames donde los arroyos Howard Fork y Lake Fork se unían para formar el río San Miguel , en las afueras de Ophir. Utilizado como generador, producía 3000 voltios , 133 Hertz, CA monofásica. Fue impulsado por una rueda Pelton de seis pies bajo una columna de agua de 320 pies (98 m) transportada en una tubería de acero de 2 pies de diámetro suministrada por Howard Fork y Lake Fork, así como por depósitos naturales colina arriba desde la planta. [5] La electricidad se transmitió a 4,2 km (2,6 millas) montaña arriba hasta la mina a través de dos alambres de cobre desnudos montados en postes con brazos cruzados de Western Union con aislantes. El costo total de los cables fue de aproximadamente US $ 700, aproximadamente el 1% del costo estimado para una línea de corriente continua. En la mina, se instaló el segundo alternador Westinghouse de 100 hp en la función de un motor de CA síncrono para impulsar la estampadora. Se instaló un motor de inducción monofásico más pequeño (un nuevo tipo de motor desarrollado a partir de las patentes que Westinghouse había licenciado del inventor Nikola Tesla ) como motor de arranque para hacer girar el alternador más grande para igualar la velocidad síncrona del generador. [3]
El sistema de energía entró en funcionamiento el 19 de junio de 1891 y se ejecutó de forma continua durante los primeros 30 días. Toda la planta requirió de 15 a 20 asistentes para su funcionamiento. Los instrumentos y controles eran voltímetros y amperímetros rudimentarios, tipo solenoide de equilibrio gravitacional montados sobre tablas de madera lacada. Los trabajadores debían tener especial cuidado debido a los altos voltajes utilizados. La energía se conectó cerrando simples interruptores de cuchilla y el sistema se apagó (el circuito eléctrico se "abrió") por un trabajador que agarró una línea de conexión en el poste de energía y la extrajo del enchufe estilo luz de arco montado en el poste ( alguna maniobra peligrosa que produjo arcos de alto voltaje de 6 a 8 pies (1,83 ma 2,44 m) de largo). [3] Un problema continuo era reparar los daños causados por los rayos, algo común en la ubicación montañosa. Los alternadores se colocaron en plataformas de roble empapadas en parafina para agregar aislamiento y los ingenieros de Westinghouse probaron varios tipos de pararrayos . Los alternadores fueron diseñados con partes removibles facilitando un poco la tarea de repararlos.
Con el éxito de la planta, las Nunns comenzaron a instalar sistemas similares en sus otras operaciones mineras. En 1896, la planta de Ames fue reconstruida con un nuevo sistema trifásico con nuevos generadores y motores de inducción junto con transformadores elevadores para aumentar la potencia a 10,000 voltios para una transmisión de mayor distancia. También se amplió el suministro de agua.
La planta de Ames pasó a formar parte de Telluride Power Company de Nunn, que más tarde se convertiría en parte de Western Colorado Power Company, formada como una subsidiaria de propiedad total de Utah Power and Light . [6] Public Service Company adquirió la planta con otras propiedades de Colorado Ute en 1992. [7]
Una casa de máquinas antigua de 1905 todavía está en servicio para Public Service Company, una subsidiaria de Xcel Energy , [7] con dos ruedas Pelton que alimentan un solo generador de 1904 General Electric , con una salida de 2.400 voltios y 1.082 amperios a una velocidad de 225 RPM.
Importancia en la historia del suministro de energía eléctrica
La central eléctrica de Ames se construyó a finales de una década que vio la rápida expansión en el uso de la corriente alterna como formato de transmisión de energía. Durante este período Westinghouse estuvo en dura competencia con otras compañías de aire acondicionado, así como con Edison Electric Company, con sede en corriente continua de Thomas Edison . Incluso había estallado una campaña de propaganda / " guerra de corrientes " entre Westinghouse y Edison. Westinghouse Electric consideró el proyecto Ames como una excelente manera de demostrar la capacidad del sistema de CA que habían estado desarrollando desde que instalaron sus primeros sistemas de iluminación basados en transformadores de CA en Great Barrington, Massachusetts , en marzo de 1886. [3] [8]
La planta de generación hidroeléctrica de 1891 Ames es una de las plantas de energía más antiguas para producir y transmitir corriente alterna para fines industriales. [9] Precedió en un mes a la presa de Lauffen al sistema de transmisión de energía de Frankfurt en la Exposición Electrotécnica Internacional que alimentaba luces y algunos motores eléctricos. [10]
Como planta hidroeléctrica en los EE. UU. Fue precedida por Willamette Falls Electric Company, con sede en Oregón, la primera instalación de generación hidroeléctrica de CA, en 1889, que incluía una línea de transmisión de 14 millas de largo (23 kilómetros) para Portland , utilizado para encender la iluminación de arco . [11] [12] La central hidroeléctrica más antigua que suministra un sistema de transmisión comercial de corriente alterna fue la central eléctrica Thorenberg cerca de Lucerna en Suiza . La planta comenzó a funcionar en mayo de 1886 y alimentó 1.800 voltios a una línea de transmisión de casi 3 millas (4,8 km) de largo. Se transformó a 100 voltios para iluminar algunos hoteles y restaurantes en el centro de la ciudad. [13]
La planta original de Ames / Gold King también se destaca por el pequeño motor de arranque utilizado, un uso temprano de un motor de inducción , un nuevo diseño eficiente sin conmutador que luego se convertiría en un lugar común. La patente del motor había sido licenciada por Westinghouse de Nikola Tesla dos años antes y estaba siendo desarrollada por Charles F. Scott , pero los problemas de ingeniería y la escasez general de efectivo que atravesaba la compañía estaban frenando el desarrollo. [14] Westinghouse finalmente introdujo su sistema de transmisión / motor polifásico "Tesla" en 1893. [15]
Referencias
- ^ "CHARLES C. BRITTON, una instalación de energía eléctrica temprana en Colorado, Colorado Magazine v49n3 verano de 1972, página 185" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 28 de julio de 2016 . Consultado el 10 de marzo de 2016 .
- ^ "Hitos: central hidroeléctrica de Ames, 1891" . Red de historia global IEEE . IEEE . Consultado el 29 de julio de 2011 .
- ^ a b c d Alan E. Drew, empresa pionera de Telluride Power Co. en las Montañas Rocosas, http://magazine.ieee-pes.org
- ↑ Michelle Malkin, Who Built That: Impresionantes historias de emprendedores estadounidenses, Simon y Schuster - 2016, página 205
- ^ Ames Hydro: haciendo historia desde 1891 HydroWorld, 27/08/2013
- ^ "Planta generadora de energía hidroeléctrica - Ames, Colorado" . Fundación de la Universidad de Fort Lewis . Fundación de la Universidad de Fort Lewis. Enero de 2009 . Consultado el 26 de diciembre de 2011 .
- ^ a b "Xcel Energy - Ames Hydro Generating Station" . Xcel Energy . Xcel Energy . Consultado el 11 de junio de 2017 .
- ^ "Hitos: electrificación de corriente alterna, 1886" . Red de historia global IEEE . IEEE . Consultado el 23 de octubre de 2013 .
- ^ "CHARLES C. BRITTON, una instalación de energía eléctrica temprana en Colorado, Colorado Magazine v49n3 verano de 1972, página 185" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 28 de julio de 2016 . Consultado el 10 de marzo de 2016 .
- ^ Center, Copyright 2015 Edison Tech. "Lauffen a Frankfurt 1891" . www.edisontechcenter.org . Consultado el 18 de abril de 2018 .
- ^ "Generación de energía" (PDF) . Northwest RiverPartners. Archivado desde el original (PDF) el 6 de enero de 2014 . Consultado el 10 de marzo de 2016 .
- ^ "PGE - 2/5/04 Comunicado de prensa" . Portland General Electric. Archivado desde el original el 28 de septiembre de 2007 . Consultado el 10 de marzo de 2016 .
- ^ "Beleuchtungsanlage in Luzern mit Inductoren von Zipernowski und Deri" . Revista Polytechnisches . 266 : 589–590. 1887 . Consultado el 23 de octubre de 2013 .
- ^ Quentin R. Skrabec, George Westinghouse: Gentle Genius, Algora Publishing - 2007, página 127
- ^ Carlson, W. Bernard (2013). Tesla: inventor de la era eléctrica. Prensa de la Universidad de Princeton, página 167
enlaces externos
- Sitio web de Xcel Energy para la planta
- Telluride Power Co. - Aire acondicionado pionero en las Montañas Rocosas , por Alan E. Drew, ieee-pes.org
- Descripción de la planta hidroeléctrica de Ames, con fotos, películas y enlaces
- Registro Histórico de Ingeniería Estadounidense (HAER) No. CO-2, " Planta Hidroeléctrica Ames, Ames, Condado de San Miguel, CO ", 10 fotos, 2 páginas de datos, 1 página de pie de foto