尼亚加拉大瀑布之旅2（水电站）
为了争夺这块宝地，1812年6月美向加国宣战，两年战争美国没得到便宜，1814年12月24日美加签署了《根特条约》，终止战争，使两国关系大体回到战前状态，规定尼亚加拉河为两国共有，主航道中心线为两国边界。之后两国共同开发利用。
告别尼亚加拉大瀑布，汽车开到大瀑布下游大约8公里处，热情的女司机临时停车，增加一个景点。
一眼望见的，是美国的水电站大坝，它与加拿大水电站大坝相对而立，尼亚加拉河水从它俩中间缓缓流过，穿梭两岸的一条条高压线告诉人们：河两岸同属一个电网，这里是人类和平友好的一大奇观，也是人类智慧才能的一大结晶。
一、1845年，美国率先利用尼亚加拉瀑布。
据1940年美国纽约出版的《男人与伏特》——通用电气(GE)的历史一书记载，“早在1845年，水轮机第一次被水道和制造公司安装在大瀑布。利用五千到一万马力，为这里许多磨面粉厂提供动力。……许多人用各种方法计算过大瀑布的动力，最终被认为达九百万千瓦。”
二、1881年美国在尼亚加拉河上建成了舍尔科普夫水电站，它是世界上第一座水电站，也是第一座私人水电站。
早在1861年，美国侧大瀑布已有宽11米、深2.5米的渠道。约1866年左右，由“瀑布水磨(面)公司”开发利用水头7.6米，水轮机出力为150马力，驱动第一座磨面厂。
1877年5月1日，一位名叫弗里德里希•雅各布 •舍尔科普夫德国人，以7100美元购得大瀑布开发水、土地、水电的许可。
早年他带着800美元来到美国纽约布法罗，开始制革生意，他在尼亚加拉大瀑布、米尔沃其和芝加哥拥有多个制革厂和磨面粉厂。
购得许可后，他购买水轮机，建造厂房，成立渠道公司，从尼亚加拉河上游挖引水渠引到下游的河岸边上，利用大瀑布下游的河岸与水面几十米的落差，让引水渠的水从沟槽流进河里，用水流冲力带动水轮机，水轮机用皮带和传动轴输出动力，来磨面粉。
1881年，俄亥俄州的查尔斯•普鲁什带着16只电弧灯和发电机到达大瀑布，于是舍尔科普夫用他的水轮机为动力，带动查尔斯•普鲁什的发电机，为自己的16盏弧光灯提供电力。
1881年舍尔科普夫拥有的这座第一次在尼亚加拉大瀑布以水轮机作为动力，(间接)带动发电机发电的小水电站，是世界上第一座水电站。它为当地磨粉厂的机器供电和为城镇街道提供照明。
1893年，加拿大在尼亚加拉大瀑布第一次引河水发电，小电厂发出2200千瓦电力。可见，美国利用大瀑布发电早于加拿大10年。
在1882年后，舍尔科普夫创立了“舍尔科普夫水电公司”，在靠近大瀑布不同站址建成了多个独立的水电厂，并将其命名为“舍尔科普夫水电站”1号、2号、3A、3B厂房。
1918年，“舍尔科普夫水电公司”与爱徳华•亚当斯拥有的“尼亚加拉瀑布电力公司”合并，称为亚当斯水电站。
三、1895年，“尼亚加拉瀑布电力公司”建成了世界第一座大型水力发电站。
1886年，纽约州工程师的托马斯•埃弗谢德提出了一份规划，充分利用大瀑布上下的整个尼亚加拉河，拟在大瀑布开发20万马力，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，且广泛应用的直流输电距离仅为3.2公里，远不足以送到离大瀑布40公里的纽约布法罗市(水牛城)。此外，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。
这个计划比舍尔科普夫水电站要宏伟得多。但是它需要很多钱。工程师们找到了纽约州律师兰金。社交广泛的兰金迅速去找金主，最后亲自去见在华尔街呼风唤雨的摩根，磨破了嘴皮子才说动摩根投资这个计划，之后向他推荐了爱德华•迪恩•亚当斯作为计划的执行人。
摩根早就知道亚当斯。亚当斯是个低调的金融投资家，最擅长的是使得元气大伤的铁路企业满血复活，还曾经拯救了棉花托拉斯，为此他得到的礼物是一个纯金花瓶。亚当斯从1884年起就是爱迪生公司的股东，作为圈内人，他非常看好尼亚加拉电站项目。因此他走马上任的第一件事儿，就去拜访美国最好的机械工程师塞勒斯，并拉入团队。
塞勒斯考察了尼亚加拉瀑布，到纽约告诉了亚当斯，继而说服了103个金融大佬组成的财团，投资263万美元建设尼亚加拉电站。亚当斯任尼亚加拉瀑布电力公司的总裁，塞勒斯任总工程师。
亚当斯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送电问题。因此，尼亚加拉瀑布电力公司悬赏10万美元奖金，给能解决长距离输电的发明者，竟无人响应。
1890年，亚当斯和塞勒斯去欧洲考察各种水电站，向欧洲的高人们请教各种技术和规划问题，邀请全世界的科学家和工程师来为尼亚加拉电站献计献策。
图：左1：E. Mascart法国学院教授、左2： William Unwin英国伦敦中央研究院教授、中间：William Thomson爵士开尔文爵士苏格兰格拉斯哥大学、4号：Dr. Coleman Sellers美国富兰克林研究所教授、5号：Theodore Turrettini瑞士日内瓦市水力工程师
1890年7月，国际尼亚加拉委员会成立了。委员会考察了当时北美和欧洲的电力传输项目，向欧美各国有奖征集建造计划。一共收到来自6个国家的13份计划。有8份计划涉及到电力输送，其中4份是用输电的办法实现，2份是直流，1份是单相交流、1份是多相交流。
爱迪生发明直流电后，工商业、公共设置和家用电器，都使用着费用高昂的直流电。因为在电路上的损耗，使用直流电时必须每隔一公里便建设一套发电机组。建造尼亚加拉水电站时，如将电力以直流电方式传送，输电至35公里以外的纽约州水牛城，是不可能的。
1885年，克罗地亚人尼古拉•特斯拉脱离爱迪生公司，遇上西屋公司负责人乔治·威斯汀豪斯，并在其支持下于1888年正式将交流电带给社会。在1893年5月的哥伦比亚博览会上，特斯拉展示了交流电照明，成为”电流之战“的赢家。
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
1893年5月6日，尼亚加拉瀑布电力公司公司最终决定在发电技术和输电技术上采用特斯拉发明的交流电，用高压电来实现远距离供电。这项划时代的发明，不仅解决了尼亚加拉水电站作远距离供电的难题，并且带给人们一个既方便又便宜的用电环境。
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。
从1892到1894年的三年中，尼亚加拉瀑布电力公司在地下49米深处建设了长2042米、高6米、宽5米的马蹄形隧洞，将尼亚加拉河河水引导到尼亚加拉瀑布电力公司的电站厂房。
1895年，美国建成了装设有10台当时额定功率最大的发电机组(3700千瓦即制造额定功率5000马力)，8月25日，1号电站开始发电第一次采用高电压交流发电机发电。1896年11月15日，第一次将最大电力负荷采用交流高压输电传输到40公里外，与有25000人的大工业城市布法罗（水牛城）并网联接，布法罗成为北美洲第一个大规模供电的城市，故有“光城”的外号。随着这项大型发电、输电工程的成功，许多企业都搬迁到水牛城发展，布法罗迅速发展起来。
网络图片：福布斯设计的5000马力发电机
这些使亚当斯水电站成为当时毫无争议的美国和世界最大的水电站，至今124年仍在运作，成为百年科技史上的奇迹。
此后，尼亚加拉河两岸陆续建成十多座大大小小的水电站，所产生的电力足够美国纽约州和加拿大安大略省总需求的1/4.
图：位于纽约公羊岛（Goat Island）尼亚加拉大瀑布公园的特斯拉雕塑 。据说是1976年南斯拉夫(特斯拉的祖国)送给纽约州一个特斯拉的雕像，以纪念这位伟大的发明家和工程师。
四、在建设尼亚加拉水电站时，总共运用了尼古拉•特斯拉的9项专利发明，包括特斯拉所发明的交流电发电机和交流电输电技术。从此交流电取代了直流电成为供电的主流。
后来特斯拉因故决定放弃交流电的专利权，条件是交流电的专利将永久公开，免费送给人类使用。这助力了他的终生梦想：希望人类能够获取之不尽用之不竭的能源。
否则，则每一马力交流电就将给他带来2.5美元的“专利费”，特斯拉将会是世界上最富有的人。
向这位一生约获近 千个发明专利、晚年却穷困潦倒、被人遗忘、但仍旧为人类的幸福而努力研究和发明的绝世天才致敬！
没有他，世界上第一座水电站的历史会改写！
2019.12.4完
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