Vannkraft

De første innretninger som nyttet vannkraft til praktisk arbeide i Norge var bekkekverner og sagbruk. Teknikken som ble brukt var ”vasshjulet” og ”kvernkallen”.

Vasshjulet

Vasshjulet utnyttet dels vannets bevegelseenergi og dels vannets tyngde ved at vannet ble ført inn fra en trerenne til toppen av et hjul som hele veien rundt var inndelt i seksjoner. Vannet fra trerennen fylte seksjonene og bevegelseenergien i vannstrømmen mot seksjonsveggen fikk hjulet til å gå rundt, samtidig som vannets tyngde i seksjonene også bidro til rotasjonen. Når seksjonene nådde nedre del av hjulet ble vannet tømt ut, og de tomme seksjonene beveget seg da oppover til toppen av hjulet for på nytt å bli fylt med vann. De minste vasshjulene utnyttet stort sett bare bevegelseenergien fordi de var forholdsvis hurtigløpende.

Vasshjulet ble mest benyttet til drift av sagbruk i s.k. ”oppgangssager” som besto av ett eller flere sagblad med opp- og nedadgående bevegelser. Kraften fra akselen på vasshjulet ble overført til sagbladet etter samme prinsipp som i en bilmotor med veivaksel og veivstang. En sinnrik mekanisk innretning utstyrte også de gamle oppgangssager med ”selvtrekk”, dvs automatisk mating av tømmerstokken mot sagbladet.

Kvernkallen

Kvernkallens konstruksjon var enklere. Den besto av en vertikal aksel med et sett skråstilte skovler på den nedre enden av akselen. Fra en trerenne  fosset vannet mot skovlene og ga akselen et drivmoment som fikk  møllestenen på toppen av akselen til å gå rundt og male kornet.

Begge disse to teknikker for å utnytte vannkraften i landets småbekker og elver kom fra kontinentet via Sverige til Norge. Det skal ha vært Cistercienser-munkene som først formidlet kunnskapene om kvernkallen og vasshjulet. Det var også Cistercienserklostret på Hovedøen ved Oslo som var eiere i Fossingvassdraget. Dette vassdraget med sine 13 reguleringsdammer var et av de første regulerte vassdrag i landet for utnyttelse av vannkraften til sag- og møllebruk.

Bygging av disse reguleringsdammene må derfor ha skjedd før Reformasjonen (1537) og muliggjorde drift året rundt på anlegget.

Vannturbinen

Fra rundt midten av 1800-tallet og utover, ble kvernkallene og vasshjulene mer og mer utkonkurrert av den nye turbinteknikken som muliggjorde utnyttelse av mye større fallhøyder enn det var praktisk mulig å utnytte med den gamle teknikken. Dessuten var turbinen langt mer effektiv enn de gamle innretningene.

Hva turbinen har betydd for vannkraften, og derved muligheten for en grunneier som var så heldig å ha et vannfall på eiendommen sin, kan illustreres med en publikasjon som NVE utarbeidet i 1946 med tittel ”Utbygd vannkraft i Norge”.

Da var det registrert 1.463 mikrokraftverk  og 355 minikraftverk i drift.

Pionerene innen vannkraft

En analyse av denne publikasjonen indikerer at det var området rundt Bergen som  først tok i bruk turbinteknikken.

Her kan nevnes:

Kraft­anlegg
(drifts­start)

Elv

Herred
Store­møllen Bruk (1840) Munkabotn­vatnets avløp Bergen
Fotland mølle (1846) Herlands­elv Hosanger
Bjørvik mølle (1860) fra Husdals­vatn Hosanger
Alvøens papir­fabrik (1863) Småvatns avløp Lakse­våg
Nes­fossen bruk (1871) Neselvi Alver­sund
Hopfoss (1879) Hopelv / Nestun­elv Fana

 

Turbinteknikken ble først brukt til direkte drift av sager, møller, tekstilmaskiner, slipeapparater for fremstilling av tremasse osv. Bimaskineri til disse virksomheter ble drevet enten av mindre turbiner eller ved reimoverføringer fra en felles drivaksel til den enkelte maskin.

Produksjon av elektrisk kraft

De første anleggene for produksjon av el.kraft  hadde likestrømsgeneratorer som forsynte forbrukere like i nærheten av anleggene. Driftsmessig var likestrømsanleggene ganske arbeidskrevende fordi man til stadighet måtte regulere pådraget på turbinen for å holde spenningen innenfor et visst akseptabelt nivå. Da vekselstrømsteknikken etter hvert ble helt enerådende i strømforsyningen,  ble de aller fleste av de gamle likestrømsanleggene nedlagt.  Dessuten hadde e-verkene monopol i sitt distribusjonsnett, slik at en privat produsent kunne bli ble utestengt, selv om han hadde villet gå over til vekselstrøm.

En ny æra

Energiloven fra 1990 åpnet for konkurranse på kraftmarkedet. Fremdeles har e-verkene monopol på selve transporten av kraften, men det er bare fordi det ville vært meningsløst å bygge flere enn ett nett. Salg og kjøp av kraft er derimot helt fritt, og dette åpnet for en ny periode med bygging av små vannkraftverk her i landet.

I mikro- og miniområdet er asynkrongeneratoren helt enerådende. Det er en enkel og robust teknikk der turbingeneratorens turtall blir styrt av nettets frekvens. Man unngår derfor kostbart og komplisert reguleringsutstyr.

Først ute på leverandørsiden i mikro-området med asynkrongenerator var Fossingkraft AS (tidl. Fossing Tresliperi) som har produsert el.kraft siden 1890 og har hatt asynkron drift siden 1923.

Siden har en rekke leverandører dukket opp på markedet. Spekteret er gradvis utvidet til også å omfatte større anlegg til private utbyggere, helt opp til 10 MW (10.000 kW) installert effekt.

Antallet nye anlegg øker stadig, men bremses av et voksende byråkrati. Ingen av de i alt 1.818 mikro- og minianleggene som var registrert hos NVE i 1946 berørte allmenne interesser i slik grad at de utløste konsesjonsbehandling. Derved har man også erfaring for hvilken innvirkning små vannkraftverk har på vassdragsmiljøet over en lang tidsperiode. Fasitsvaret må bli at grunneierne, den gang som nå, bruker vett og forstand når de bygger kraftverk på sin egen eiendom.

 

Se ordliste over vannkraft-uttrykk