Pyhäkosken vesivoimalaitos

Pyhäkosken vesivoimalaitos on Oulujoessa Pohjois-Pohjanmaan Muhoksella Leppiniemellä sijaitseva vesivoimalaitos, joka on tyypiltään jokivoimalaitos. Se on yksi Suomen suurimmista ja Oulujoen suurin vesivoimalaitos. Sen omistaa Fortum Oyj. Voimalaitos ja siihen liittyvä Leppiniemen asuinalue on arkkitehti Aarne Ervin suunnittelema.
Pato ja veden säännöstely.
Pato.
Oulujoki virtaa syvälle uurtamassaan jokilaaksossa. Vaikka joen vedenpintaa on nostettu noin 32 metriä, riittävät uoman äyräät veden hallintaan. Voimalaitoksen kohdalla sijaitsee betoninen voimalaitospato, jossa on säännöstelyluukut ja voimalaitosrakennus. Se on tyypiltään lamellipato . Pato alkaa joen pohjoisrannasta ja ylittää joenuoman pohjois–etelä-suunnassa 330 metrin pituisena. Vastarannalla patorakenteet jatkuvat betonipadolta maapatona 250 metriä kaakkoon päin. Padon pohjoispuolella sijaitsee joen yläaltaasta alkava oja, joka on toiminut puutavaran uittoreittinä. Se laskeutui ala-altaaseen jyrkkää rinnettä seuraten viistosti alas jokeen asti.
Yläallas muodostuu joenuomasta, joka päättyy 8,3 kilometriä yläjuoksulle päin Pällin vesivoimalaitokselle. Ala-allas jatkuu syvällä joen uomassa 4,3 kilometriä etelään päin tehden Murtokankaan ympäri mutkan. Juuri ennen Montan vesivoimalaitosta joki levenee Montanlammeksi.
Säännöstely.
Vesivoimalaitoksen jatkuva toiminta perustuu veden riittävyyteen Oulujärvessä. Järven laskujoki on Oulujoki, jonka veden säännöstelyssä tulee huomioida, että vettä on riittävästi kaikkien vesivoimaloiden toimintaan. Oulujoessa peräkkäiset voimalat tuottavat useaan kertaan sähköä samasta vedestä, joka on yläjuoksulla päästetty jokeen Oulujärvestä. Oulujärven säännöstelyväli on 120,5–123,2 metriä mpy., joten järvessä on käytettävissä 2,7 metriä korkea säännöstelyallas. Tällä vesimäärällä laskettiin aikoinaan voivan tuottaa 500 miljoonan kilowattitunnin eli 500 gigawattitunnin (GWh) sähkömäärän. Tästä määrästä Pyhäkosken voimalalle koituu vain osa.
Voimalaitos.
Voimalarakennus, jossa on 12 kerrosta, sijaitsee joen vasemmalla sivustalla ja ylijuoksutuskanavat sijaitsevat sen oikealla puolella. Voimalarakennuksessa tuottaa sähköä kolme samanlaista Kaplan-turbiinia, joiden kapasiteetti on noin 49 megawattia (MW). Tuotettu sähkö johdetaan joen vasemmalla äyräällä Murtokankaalla sijaitsevalle muuntamokentälle, josta lähtee korkeajännitelinjat kohti pohjoista ja etelää. Voimalaan kuuluu lähiympäristössä sijaitseva korjaamo, varastotilat ja huoltorakennuksia. Voimalarakennuksessa sijaitsevasta valvomosta ohjataan kauko-ohjauksella kaikkia Oulujoen vesivoimaloita. Vesivoimalaitoksen yhteydessä toimii niin kutsuttu Sähkömuseo, jossa esitellään Oulujoen voimaloiden rakentamista 1940–1960-luvuilla. Yhdessä voimalaitos, museo ja asuinalue muodostavat valtakunnallisestikin merkittävän kulttuurihistoriallisen kokonaisuuden.
Vesi johdetaan padon läpi tuloputkea pitkin teräksiseen spiraaliputkeen, joka suuntaa veden virtauksen ympyräliikkeeksi ennen sen joutumista vesiturbiiniin. Turbiinista poistuva vesi johdetaan imuputkeen, jonka alta vesi pääsee takaisin luonnonuomaan. Turbiinit ovat Tampellan rakentamia ja niiden yhteistuotanto on nykyään parhaimmillaan 147 MW. Silloin kun voimalan kapasiteetti oli 120 MW, ilmoitettiin vuosituotannoksi 550 GWh. Vuosituotanto on nykyään suurempi, koska voimalan kapasiteettikin on kasvanut. Voimalan nykyinen keskivirtaama on 237 kuutiometriä sekunnissa (m³/s). 
Turbiinit pyörivät 150 kierrosta minutissa. Turbiini on kiinnitetty suoraan sähkögeneraattoriinsa suoralla akselilla. Ensimmäiseksi asennetussa generaattorilla on tehon kilpimerkintänä 45 MVA ja muilla generaattorieilla 40 MVA. Ne tuottavat sähköä 10 500 voltin jännitteellä, joka nostetaan korkeajännitteeksi viereisellä muuntamokentällä.
Historiaa.
Koskenlasku.
Pyhäkosken koskijaksoon kuului useita koskia noin 20 kilometriä pitkällä taipaleella, jossa vesi putosi yhteensä 56 metriä. Näistä koskista Pälli oli kuohuvin ja Pyhäkoski rajuin. Kainuun ja Oulujärven seuduilla valmistettua tervaa kuljetettiin merenrannalle Ouluun kapeilla koskiveneillä, joita erityiset laskumiehet ohjasivat vaikeilla koskiosuuksilla. Pyhäkoskella toimi 18 laskumiestä, jotka vuoron perään ohjasivat oman veneensä henkilökohtaisen soutajansa kanssa kosken alapuolelle. Siellä veneen oma väki otti veneensä haltuun ja he jatkoivat matkaa taas seuraavalle koskelle. Koskireitti on ollut käytössä 1600-luvulta alkaen ja kun tervanvalmistus loppui, alkoivat reitillä koskenlaskun yleisönäytökset vuonna 1906. Niissä yleisöä otettiin kyytiin koskiveneisiin ja niillä heidät laskettiin koskista alas. Koskiveneissä kulki 1920- ja 1930-luvuilla vuosittain noin 1 500 matkailijaa, ja parhaimmillaan vuonna 1937 laskijoita oli noin 4 500. Suvantojen ja tyynempien virtapaikkojen ohi matkailijat kuljetettiin junalla tai linja-autolla. Silloinen Suomen Matkailijayhdistys ylläpiti vuodesta 1935 Leppiniemen matkailumajaa joen rannalla.
Viimeinen yleisölle tarkoitettu koskenlasku tehtiin 2.8.1944. Silloin sattui 18 hengen seurueelle vakava onnettomuus, jossa hukkui kuusi ihmistä. Tämän jälkeen ei enää myönnetty lupaa järjestää yleisölle tarkoitettuja koskenlaskuja. Näytökset tuli lopettaa siksikin, että rakenteilla olevan voimalan rakennustyöt saataisiin vietyä häiriöittä loppuun. Leppiniemen matkailumaja jäi voimalan patoaltaan alle.
Rakentaminen.
Oulujoen kosket kiinnostivat 1900-luvun alussa sekä yksityistä että julkista sektoria. Suurin kimmoke vesivoimarakentamiselle oli suunnitelma rautateiden sähköistämisestä. Vuonna 1917 perustettu valtion koskitoimikunta ryhtyi hankkimaan joen ja erityisesti Pyhäkosken varsilta koskiosuuksia itselleen. Kuitenkin jo 1920-luvulla koskitoimikunta katsoi Oulujoen valjastamisen kannattamattomaksi, sillä vuoden 1902 vesioikeuslaki ei sallinut lohijokien ja vaellussiikajokien jokiväylien sulkemista kokonaan.
Kun Pyhäkoskea alettiin suunnitella, oli tähtäimessä 200 megawatin suurvoimalan rakentaminen. Sen patoallas olisi alkanut Sotkajärveltä ja päättynyt Muhoslampeen. Sen rakentaminen olisi kuitenkin tullut kalliiksi ja siksi päätettiin pitkä Pyhäkoski rakentaa kolmivaiheisena hankkeena, jossa ylin voimalaitos oli Pällin-, toinen Pyhäkosken- ja alin Montan vesivoimalaitos.
Vuonna 1940 eduskunta hyväksyi lain, jolla valtion omistamat Oulujoen koskiosuudet voitiin myydä Imatran Voima Oy:lle. Yhtiö osti valtiolta nämä osuudet ja se alkoi valmistella Pyhäkoskeen Leppiniemessä rakennettavaa voimalaa vuonna 1941. Hankkeen omistuspohjaa laajennettiin perustamalla Oulujoki Oy, jossa Imatran Voima oli yhtenä osakkaana 65,6 prosentin osuudella. Valmisteluihin kuului 4,5 kilometrisen rautatien rakentaminen pääradasta voimalatyömaalle. Myös Oulujärven säännöstelyä aloitettiin työmaata ajatellen. Rakennustyöt kuitenkin keskeytettiin jatkosodan takia, mutta kun työväen määrän rajoitukset sodan jälkeen poistettiin, jatkettiin työtä osin käsityönä ja osin konetyönä vuosien 1945–1948 aikana . Vuonna 1946 voitiin ostaa Yhdysvaltain armeijan ylijäämävarastosta useita maansiirtotyökoneita, jotka nopeuttivat rakentamista. Vuonna 1947 oli työmaalla töissä 1 205–1 295 työntekijää ja voimalaitoksen säännöstelyaltaan betonityöt saatettiin maaliskuussa 1948 loppuun. Vedenpinta nostettiin 32 metrin korkeuteen ja sen jälkeen alettiin asentaa koneistoja. Ensimmäisen koneiston sähköntuotanto alkoi huhtikuussa 1949 ja sen tuottamaa sähkö syötettiin valtakunnan sähköverkkoon. Toinen koneisto asennettiin vuoden 1949 aikana ja kolmas vuoteen 1951 mennessä . Vesiturbiinien yhteinen kapasiteetti oli aluksi 120 MW. Voimalasta tuli siten Suomen toiseksi suurin voimalaitos.