Lester Pelton inventó un tipo de turbina de agua de chorro libre llamada Pelton Wheel o Turbina Pelton. Esta turbina se utiliza para generación de energía hidroeléctrica. Es una de las tecnologías verdes originales, que reemplaza el carbón o la madera con el poder del agua que cae.
Lester Pelton y la turbina de rueda hidráulica Pelton
Lester Pelton nació en 1829 en Vermillion, Ohio. En 1850, emigró a California durante la época de la fiebre del oro. Pelton se ganaba la vida como carpintero y molinero.
En ese momento había una gran demanda de nuevas fuentes de energía para hacer funcionar la maquinaria y los molinos necesarios para las minas de oro en expansión. Muchas minas dependían de máquinas de vapor, pero aquellas requerían suministros agotables de madera o carbón. Lo que abundaba era la energía del agua de los rápidos arroyos y cascadas de las montañas.
Ruedas de agua que se había utilizado para alimentar molinos harineros funcionaba mejor en ríos más grandes y no funcionaba bien en los arroyos y cascadas de montaña que se movían más rápido y menos voluminosos. Lo que funcionó fueron las turbinas de agua más nuevas que usaban ruedas con tazas en lugar de paneles planos. Un diseño histórico en turbinas de agua fue la rueda Pelton de alta eficiencia.
W. F. Durand de la Universidad de Stanford escribió en 1939 que Pelton hizo su descubrimiento cuando observó un turbina de agua desalineada donde el chorro de agua golpea las tazas cerca del borde en lugar de en el medio de la taza. La turbina se movió más rápido. Pelton incorporó esto a su diseño, con un divisor en forma de cuña en el medio de una copa doble, dividiendo el chorro. Ahora, el agua que se expulsa de ambas mitades de las copas divididas actúa para impulsar la rueda más rápido. Probó sus diseños en 1877 y 1878, conseguir una patente en 1880.
En 1883, la turbina Pelton ganó un concurso para la turbina de rueda hidráulica más eficiente organizado por Idaho Mining Company de Grass Valley, California. La turbina de Pelton demostró tener una eficiencia del 90,2%, y la turbina de su competidor más cercano sólo tenía una eficiencia del 76,5%. En 1888, Lester Pelton formó Pelton Water Wheel Company en San Francisco y comenzó a fabricar en masa su nueva turbina de agua.
La turbina de rueda hidráulica Pelton marcó la pauta hasta que Eric Crewdson inventó la rueda de impulsos Turgo en 1920. Sin embargo, la rueda de impulsos Turgo fue un diseño mejorado basado en la turbina Pelton. El Turgo era más pequeño que el Pelton y más barato de fabricar. Otros dos sistemas hidroeléctricos importantes incluyen la turbina Tyson y la turbina Banki (también llamada turbina Michell).
Las ruedas Pelton se utilizaron para proporcionar energía eléctrica en instalaciones hidroeléctricas de todo el mundo. Uno en la ciudad de Nevada tuvo una producción de 18000 caballos de fuerza de electricidad durante 60 años. Las unidades más grandes pueden producir más de 400 megavatios.
Hidroelectricidad
La energía hidroeléctrica convierte la energía del agua que fluye en electricidad o energía hidroeléctrica. La cantidad de electricidad generada está determinada por el volumen de agua y la cantidad de "altura" (la altura desde las turbinas en la central eléctrica hasta la superficie del agua) creada por la presa. Cuanto mayor es el flujo y la altura, más electricidad se produce.
El poder mecánico del agua que cae es una herramienta antigua. De todos los Fuentes de energía renovable que generan electricidad, la energía hidroeléctrica es la más utilizada. Es una de las fuentes de energía más antiguas y se utilizó hace miles de años para hacer girar una rueda de paletas con fines como moler grano. En la década de 1700, la energía hidroeléctrica mecánica se utilizó ampliamente para molienda y bombeo.
El primer uso industrial de la energía hidroeléctrica para generar electricidad ocurrió en 1880, cuando se alimentaron 16 lámparas de arco de cepillo utilizando una turbina de agua en la fábrica de sillas Wolverine en Grand Rapids, Michigan. La primera planta de energía hidroeléctrica de EE. UU. Se inauguró en el río Fox cerca de Appleton, Wisconsin, el 30 de septiembre de 1882. Hasta ese momento, el carbón era el único combustible utilizado para producir electricidad. Las primeras plantas hidroeléctricas eran estaciones de corriente continua construidas para el arco eléctrico y la iluminación incandescente durante el período de aproximadamente 1880 a 1895.
Debido a que la fuente de energía hidroeléctrica es el agua, las plantas de energía hidroeléctrica deben ubicarse en una fuente de agua. Por lo tanto, no fue hasta el tecnología para transmitir electricidad Se desarrolló a largas distancias que la energía hidroeléctrica se hizo ampliamente utilizada. A principios de la década de 1900, la energía hidroeléctrica representaba más del 40 por ciento del suministro de electricidad de los Estados Unidos.
Entre los años 1895 y 1915 se produjeron cambios rápidos en el diseño hidroeléctrico y se construyó una amplia variedad de estilos de plantas. El diseño de la central hidroeléctrica se estandarizó bastante después de Primera Guerra Mundial y la mayor parte del desarrollo en las décadas de 1920 y 1930 se relacionó con plantas térmicas y transmisión y distribución.