Vannkraft i USA - Hydroelectric power in the United States

The Hoover Dam , når det står ferdig i 1936, var både verdens største elektriske kraftverks og verdens største betongkonstruksjon.

Hoover Dam kraftstasjon

Vannkraft i USA er fra 2019 den nest største fornybare energikilden i både generasjon og nominell kapasitet (bak vindkraft ). I 2019 produserte vannkraft 38% av den totale fornybare elektrisiteten og 6,6% av den totale amerikanske elektrisiteten.

I følge International Hydropower Association var USA den tredje største produsenten av vannkraft i verden i 2020 etter Brasil og Kina . Total installert kapasitet for 2020 var 102,8 GW. Den installerte kapasiteten var 80 GW i 2015. Mengden vannkraft som genereres påvirkes sterkt av endringer i nedbør og overflateavrenning.

Vannkraftstasjoner eksisterer i minst 34 amerikanske stater. Den største konsentrasjonen av vannkraftproduksjon i USA er i Columbia River -bassenget, som i 2012 var kilden til 44% av landets vannkraft. Vannkraftprosjekter som Hoover Dam , Grand Coulee Dam og Tennessee Valley Authority har blitt ikoniske store byggeprosjekter.

Det er imidlertid bemerkelsesverdig at California ikke anser strøm generert fra store vannkraftanlegg (anlegg større enn 30 megawatt) for å oppfylle sin strengeste definisjon av "fornybar", på grunn av bekymring for miljøpåvirkningen av store vannkraftprosjekter. Som sådan teller ikke elektrisitet generert fra store vannkraftanlegg med i California strenge fornybare porteføljestandarder . Omtrent 10 til 15 prosent av Californias energiproduksjon er fra stor vannkraftproduksjon som ikke er RPS-kvalifisert.

Dammenes betydelige innvirkning på kraftsektoren, vannbruk, elveføring og miljøhensyn krever betydelig politikk som er spesifikk for vannkraft .

Historie

Amerikansk vannkraft genererte 1949-2008 (blå), og vannkraft som prosent av total amerikansk elektrisitet (rød).

Månedlig vannkraftproduksjon i USA, 2008-2012. Vannkraft varierer med sesongens strømninger.

Den tidligste vannkraftproduksjonen i USA ble brukt til belysning og benyttet et bedre forstått likestrømssystem (DC) for å gi den elektriske strømmen . Det strømmet imidlertid ikke langt, med ti miles som systemets grense; å løse elektrisitets overføringsproblemer ville komme senere og være det største incitamentet til den nye vannkraftutbyggingen av vannkraft.

Det første DC -kraftverket var i Grand Rapids, Michigan, hvor vannturbinen på Wolverine Chair -fabrikken ble festet til en dynamo ved hjelp av en mekanisk beltedrift for å belyse seksten gatelys. Dette skjedde i 1880, samme år som Thomas Edison produserte den langvarige glødelampen , som var en forbedring av sikkerhet og bekvemmelighet i forhold til eksisterende lys, hvaloljelamper og parafinlamper inne i bygninger. I 1881, da Jacob F. Schoellkopf også brukte DC til belysning ved Niagara Falls , viderekoblet en del av produksjonen fra sine vannhjulsdrevne melfabrikker for å drive en av Charles Brushs forbedrede generatorer for å gi turistene nattbelysning. Tidligere hadde attraksjonen blitt belyst ved å brenne lyse kalsiumbluss, men lysbue viste seg å være et bedre og billigere alternativ. I 1882 ga verdens første kommersielle sentrale DC vannkraftverk strøm til et papirfabrikk i Appleton, Wisconsin; bare måneder senere den første investor-eide elektrisk verktøy, Edison Illuminating Company , fullførte den første fossil drevet elektrisk kraftverk i New York City, for å konkurrere med vannkraft nær et område med høy etterspørsel. I 1886 opererte mellom 40 og 50 vannkraftstasjoner i USA og i Canada, og i 1888 stolte rundt 200 elektriske selskaper på vannkraft i minst en del av sin generasjon.

I erkjennelsen av at det store vannkraftpotensialet i fossen oversteg den lokale etterspørselen etter elektrisitet, ble det likevel etablert et stort kraftselskap på det ypperste stedet for utvikling; den ventet på utsiktene til et effektivt langdistanse kraftoverføringssystem. Westinghouse Electric vant konkurransen og utviklet planene sine rundt et vekselstrømsystem . Stasjonen ble ferdigstilt i 1895 og i 1896 begynte strømoverføring 20 miles unna til Buffalo, New York . Denne hendelsen begynte også økningen til dominans av AC -systemet over Thomas Edisons likestrømsmetoder . Flere permanente vannkraftstasjoner eksisterer fremdeles på både den amerikanske og kanadiske siden av fossen, inkludert Robert Moses Niagara kraftverk , det tredje største i USA.

Behovet for å gi bygdeutvikling på begynnelsen av 1900-tallet ble ofte koblet til tilgjengeligheten av elektrisk kraft og førte til store prosjekter som Tennessee Valley Authority som skapte mange demninger og, noen ganger kontroversielt, oversvømmet store områder. På 1930 -tallet førte behovet for kraft i sørvest til bygningen av den største betongkonstruksjonen i verden på den tiden, Hoover Dam . The Grand Coulee Dam var både en styrke og vanning prosjekt av 1930-tallet som ble utvidet for militære grunner under andre verdenskrig som også så andre dammer som TVA er Fontana Dam bygget.

Dambygningen toppet seg på 1960 -tallet og få demninger ble bygget på 1970 -tallet. Den økende bevisstheten om miljøspørsmål med demninger gjorde at noen eldre og mindre demninger ble fjernet og fiskestiger ble installert på andre. Den enorme rampedammen ble kansellert i 1967 på grunn av miljømessige og økonomiske bekymringer. I stedet for nye demninger har repowering av gamle stasjoner økt kapasiteten på flere anlegg. For eksempel erstattet Hoover Dam sine generatorer mellom 1986 og 1993. Behovet for å endre vannstrømmen nedstrøms av økologiske årsaker (eliminering av invasive arter, sedimentering, etc.) har ført til regulerte sesongmessige nedtrekninger ved noen demninger, noe som har endret tilgjengeligheten av vann for kraftproduksjon . Tørke og økt bruk av vann i landbruket kan også føre til generasjonsgrenser.

I følge en rapport fra USAs energidepartement , eksisterer det over 12 000 MW potensiell vannkraftkapasitet i USAs eksisterende 80 000 ikke -drevne drifter. Å utnytte de dammene som for øyeblikket ikke er i kraft, kan generere 45 TWhr/år, tilsvarende 16 prosent av vannkraftproduksjonen i 2008.

Pumpet lagring

En annen anvendelse av vannkraft er pumpelagret vannkraft som ikke skaper en netto gevinst i kraft, men muliggjør topp etterspørselsbalansering. Vann pumpes fra en lavere høydekilde til en høyere og slippes bare ut gjennom generatorer når den elektriske etterspørselen er høy. I 2009 hadde USA 21,5 GW pumpekraftlagringskapasitet, og utgjorde 2,5% av grunnbelastningskapasiteten. Dette økte til totalt 22.878 MW i 2019. Bath County Pumped Storage Station er det største slike anlegget i verden. Andre stasjoner av denne typen inkluderer Raccoon Mountain Pumped-Storage Plant , Bear Swamp Hydroelectric Power Station og Ludington Pumped Storage Power Plant ved Lake Michigan og tidligere det største i verden.

Tidevannskraft

Det finnes ingen betydelige tidevannskraftverk i USA. Et prosjekt ble foreslått og drevet av Snohomish County PUD i Washington, men ble avsluttet da det oppstod problemer med å skaffe nok finansiering.

Største vannkraftverk

Kart over vannkraftproduksjon i USA, 2016.

Dette er en liste over de ti største vannkraftverkene i USA etter installert kapasitet .

Rang	Navn	Bilde	Kapasitet ( MW )	Stat	Koordinater	Åpningsår	Type	Ref
1	Grand Coulee		6 809	Washington	47 ° 57′21 ″ N 118 ° 58′54 ″ W / 47.95583 ° N 118.98167 ° W / 47.95583; -118.98167 ( Grand Coulee Dam )	1942	Reservoar (95,4%) Pumpelagring (4,6%)
2	Bath County		3003	Virginia	38 ° 13′50 ″ N 79 ° 49′10 ″ W / 38,23056 ° N 79,81944 ° W / 38.23056; -79.81944 ( Bath County Pumped Storage )	1985	Pumpet lagring
3	Robert Moses Niagara		2675	New York	43 ° 08′35 ​​″ N 79 ° 02′23 ″ V / 43,14306 ° N 79,03972 ° W / 43.14306; -79.03972 ( Robert Moses Niagara )	1961	Reservoar
4	Sjef Joseph		2.614	Washington	47 ° 59′43 ″ N 119 ° 38′00 ″ W / 47.99528 ° N 119.63333 ° W / 47.99528; -119.63333 ( Chief Joseph Dam )	1979	Run-of-the-river
5	John Day		2.485	Oregon Washington	45 ° 42′59 ″ N 120 ° 41′40 ″ W / 45,71639 ° N 120,69444 ° W / 45.71639; -120,69444 ( John Day Dam )	1971	Run-of-the-river
6	Ludington		2.172	Michigan	43 ° 53′37 ″ N 86 ° 26′43 ″ V / 43,89361 ° N 86,44528 ° W / 43.89361; -86.44528 ( Ludington Pumped Storage )	1973	Pumpet lagring
7	Hoover		2.080	Arizona Nevada	36 ° 0′56 ″ N 114 ° 44′16 ″ V / 36,01556 ° N 114,73778 ° W / 36.01556; -114.73778 ( Hoover Dam )	1936	Reservoar
8	The Dalles		1.813	Oregon Washington	45 ° 36′44 ″ N 121 ° 08′04 ″ V / 45.61222 ° N 121.13444 ° W / 45.61222; -121.13444 ( Dalles -demningen )	1957	Run-of-the-river
9	Raccoon Mountain		1.616	Tennessee	35 ° 2′54 ″ N 85 ° 23′48 ″ W / 35.04833 ° N 85.39667 ° W / 35.04833; -85.39667 ( Raccoon Mountain Pumped Storage )	1978	Pumpet lagring
10	Castaic		1500	California	34 ° 35′14 ″ N 118 ° 39′24 ″ V / 34,58722 ° N 118,65667 ° W / 34.58722; -118.65667 ( Castaic Pumped Storage )	1973	Pumpet lagring

Statistikk

Hydroelektrisk produksjonskapasitet etter år i USA

Installert konvensjonell vannkraftproduksjonskapasitet siden 2000 (MW)

Se også

• Fornybar energi i USA
• Liste over reservoarer og demninger i USA
• Liste over de høyeste demningene i USA
• Liste over demninger i vannskillet i Columbia River
• Tennessee Valley Authority
• Elektrisitetssektoren i USA
• Vindkraft i USA
• Solkraft i USA
• Geotermisk energi i USA
• Biodrivstoff i USA
• Liste over temaer for fornybar energi etter land

Referanser

Eksterne linker

• "Waste or Progress" Popular Mechanics , januar 1935 s. 34-39
• Fornybar energi etter land