شلالات نياجارا
التأثير على الصناعة والتجارة > طاقة كهرومائية

لطالما أُعترف بالطاقة الهائلة لشلالات نياجرا مصدرًا هائلًا للطاقة. كان أول جهد معروف لتسخير المياه في عام 1759، عندما بنى دانيال جونكير قناة صغيرة فوق الشلالات لتزويد منشرته بالطاقة. اشترى أوغسطس وبيتر بورتر هذه المنطقة وكل الشلالات الأمريكية في عام 1805 من حكومة ولاية نيويورك، وقاموا بتوسيع القناة الأصلية لتوفير الطاقة الهيدروليكية لطاحونة الطحين والدباغة. في عام 1853، استئأجرت شركة شلالات نياجرا للطاقة الهيدروليكية والتعدين، والتي قامت في النهاية ببناء القنوات التي استخدمت لتوليد الكهرباء. في عام 1881، تحت قيادة جاكوب ف. شولكوف، بنيت أول محطة لتوليد الطاقة الكهرومائية في نهر نياجارا. سقط الماء من علو 86 قدم (26 م) وولّد تيارًا كهربائيًا مستمرًا والتي أدار آلات المطاحن المحلية وأضاء بعض شوارع القرية.
شكلت شركة نياغارا فولز للطاقة، وهي سليل شركة شويلكوف، شركة الساد برئاسة إدوارد دين ادامز،  بهدف توسيع قدرة شلالات نياجرا. في عام 1890، ناقشت لجنة نياجرا الدولية المكونة من خمسة أعضاء برئاسة السير ويليام طومسون من بين علماء بارزين آخرين توسيع قدرة نياجرا الكهرومائية بناءً على سبعة عشر اقتراحًا، لكن لم تتمكن من اختيار أي منها كأفضل مشروع مشترك لتطوير وتوزيع الهيدروليك. في عام 1893، وُقع تعاقد مع شركة ويستينغهاوس إلكتريك(3) لتصميم نظام لتوليد التيار المتردد في شلالات نياجرا، وبعد ذلك بثلاث سنوات من هذا التيار المتردد واسع النطاق. أُنشئ نظام الطاقة(4). يظل بيت المحولات في محطة آدمز للطاقة علامة فارقة للنظام الأصلي.
بحلول عام 1896، كان التمويل من الحدبة بما في ذلك جي بي مورغان وجون جاكوب أستور الرابع وفاندربيلتس قد غذى بناء قنوات عملاقة تحت الأرض تؤدي إلى توربينات تولد ما يزيد عن 100,000 حصان (75 مجو)، أرسلت حتى بوفالو، مسافة 20 ميل (32 كـم). أُنشئت بعض التصميمات الأصلية لمحطات نقل الطاقة من قبل شركة فيش وبيكارد السويسرية، والتي قامت أيضًا ببناء نواعير أصلية بقوة 5000 حصان.
بدأت الشركات الخاصة على الجانب الكندي أيضًا في تسخير طاقة الشلالات. في نهاية المطاف، وضعت حكومة أونتاريو عمليات نقل الطاقة تحت السيطرة العامة في عام 1906، ووزعت طاقة نياجرا على أجزاء مختلفة من المقاطعة الكندية.
كما بُنيت محطات طاقة مائية أخرى على طول نهر نياجارا. ولكن في عام 1956، وقعت كارثة عندما دمرت جزئيًا أكبر محطة للطاقة الكهرومائية في المنطقة في انهيار أرضي. أدى هذا إلى خفض إنتاج الطاقة بشكل كبير ووضع عشرات الآلاف من وظائف التصنيع على المحك. في عام 1957، أصدر الكونجرس قانون إعادة تطوير نياجارا، والذي منح سلطة الطاقة في نيويورك الحق في التطوير الكامل لحصة الولايات المتحدة من إمكانات الطاقة الكهرومائية لنهر نياجارا.
في عام 1961، عندما صار مشروع شلالات نياجارا الكهرومائية موصولًا، كان أكبر مرفق للطاقة الكهرومائية في العالم الغربي. اليوم، لا تزال نياجارا أكبر منتج للكهرباء في ولاية نيويورك، بقدرة توليد تبلغ 2.4 جيجاوات. يصل حجم الماء المحول من نهر نياجارا عبر قنوات تحت مدينة شلالات نياجارا إلى محطتي لويستون وروبرت موسيس لتوليد الطاقة إلى 1,420 متر مكعب (380,000 غال-أمريكي) في الثانية. حاليًا حُول ما بين 50 ٪ و75 ٪ من تدفق نهر نياجارا عبر أربعة أنفاق ضخمة أنشأت بعيدًا عن الشلالات. ثم تمر المياه عبر التوربينات الكهرومائية التي تزود المناطق القريبة من كندا والولايات المتحدة بالطاقة قبل أن تعود إلى النهر بعد الشلالات. تقوم هذه المياه بتدوير التوربينات التي تعمل على توليد الطاقة، وتحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. عندما يكون الطلب على الكهرباء منخفضًا، يمكن أن تعمل وحدات لويستون كمضخات لنقل المياه من الخليج السفلي إلى خزان المحطة، مما يسمح باستخدام هذه المياه مرة أخرى خلال النهار عندما يصل استخدام الكهرباء إلى ذروته. خلال ذروة الطلب على الكهرباء، تنعكس مضخات لويستون وتصبح في الواقع مولدات، على غرار تلك الموجودة في مصنع موسيس.
للحفاظ على الجمال الطبيعي لشلالات نياجارا، حددت معاهدة عام 1950 التي وقعتها الولايات المتحدة وكندا للحد من استخدام محطات الطاقة للمياه. تسمح المعاهدة بأقصى تحويل في فصل الصيف في الليل عندما يكون عدد السياح قليل وخلال أشهر الشتاء عندما يكون عدد السياح قليل. تنص هذه المعاهدة، المصممة لضمان تدفق «ستارة غير منقطعة من الماء» فوق الشلالات، على أنه خلال النهار خلال الموسم السياحي (من 1 أبريل إلى 31 أكتوبر) يجب أن يكون هناك 100 000قدم مكعب في الثانية (2 800 م3/ ث) من تدفق المياه فوق الشلالات، وخلال الليل وفي غير موسم السياحة يجب أن يكون هناك 50 000قدم مكعب في الثانية (1 400 م3 / ث) من المياه المتدفقة فوق الشلالات. راقب مجلس نياجارا الدولي هذه المعاهدة باستخدام محطة قياس الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) فوق الشلالات. خلال فصل الشتاء، تعمل هيئة الطاقة في نيويورك مع أونتاريو لتوليد الطاقة لمنع الجليد على نهر نياجارا من التدخل في إنتاج الطاقة أو التسبب في غمر ممتلكات الخط الساحلي. أحد جهودهم المشتركة هو ذراع جليدي بطول 8,800 قدم (2,700 م)، الذي تمنع تراكم الجليد، ولكنه يسمح للماء بمواصلة التدفق في اتجاه مجرى النهر. بالإضافة إلى الحد الأدنى من حجم المياه، خُفضت قمة شلالات هورس شو للحفاظ على «ستارة من الماء» غير منقطعة.
أقوى المحطات الكهرومائية على نهر نياجارا هي السير آدم بيك 1 و2 على الجانب الكندي ومحطة روبرت موسيس نياجارا للطاقة ومحطة توليد مضخات لويستون على الجانب الأمريكي. يمكن لمحطات التوليد في نياجارا معًا إنتاج حوالي 4.4 جيجاوات من الطاقة.
في أغسطس 2005، بدأت شركة أونتاريو لتوليد الطاقة، المسؤولة عن محطات سير آدم بيك، مشروع هندسة مدنية كبير، يسمى مشروع نفق نياجارا، لزيادة إنتاج الطاقة من خلال بناء نفق تحويل المياه بقطر 12.7 متر (42 قدم) 12.7 متر (42 قدم) وطول 10.2 كيلومتر (6.3 ميل)*. تُشغله رسميًا في مارس 2013، مما ساعد على زيادة سعة لوحة المولدات بمقدار 150 ميجاوات. لقد فعلت ذلك عن طريق سحب المياه من مكان بعيد أعلى نهر نياجارا مما كان ممكنًا مع الترتيب الموجود مسبقًا. قدم النفق طاقة كهرومائية جديدة لما يقرب من 160.000 منزل.