Tainionkosken vesivoimalaitos

Tainionkosken vesi­voima­laitos on vesi­voima­laitos Tainion­koskessa Imatralla, Vuoksen yläjuoksulla. Se yläpuolella 1,3 kilometrin päässä sijaitsee Saimaa, josta se saa vetensä, joten voimala voidaan luokitella säännöstely­voimalaksi.
Pato.
Vuoksen keskellä sijaitsee Tornansaari, jota on käytetty hyväksi voimalan patoa rakennettaessa ja voimalarakennuksia sijoitettaessa. Kosken niska alkaa jo ennen saarta, joten säännöstelypato on sijoitettu joessa 80 metriä saaren yläpuolelle. Padon vasen eli itäinen puoli ylittää joen sen puoliväliin poikittaispatona, mutta sitten padon säännöstelyosa on yhdistetty saareen länsirantaan sivupadolla. Saaren oikeanpuoleinen ranta on korotettu maapadolla saaren eteläosaan asti, jossa sijaitsee voimalaitospato. Vuoksen läntien eli oikeanpuoleinen ranta on korotettu täyttömaalla ja maapadolla 650 metriä yläjuoksulle päin. Kaikilla maapadoilla on raudoitetusta betonista valettu sydänsosa. Säännöstelypadon jatkeeksi on rakennettu silta, jota pitkin kulkee kaksikaistainen maantie joen yli. Voimalaitoksen pato on patoturvallisuusluokituksessa merkitty 2. luokan padoksi.
Saimaan vedenpinnan korkeuden sääntely.
Vuoksi on valtioiden välinen rajavesistö, joten sen juoksutussäännöstä päättävät Suomi ja Venäjä yhdessä. Saimaan säännöstelystä vastaa Kaakkois-Suomen ELY-keskus, joka toimittaa viikoittaiset juoksutuslukemat ja -ohjeet voimalaitokselle. Tarkoitus on, ettei Saimaalla eikä Vuoksessa koeta tulvia korkeanveden aikana. Samalla on voitu varmistaa saimaannorpan pesintä, sillä kuutit oleskelevat keväisin pesissään. Nykyinen järjestely on alkanut vuonna 1991.
Saimaan vesistö on niin suuri, että kun Vuokseen juoksutetaan tavainomaiseen tapaan vettä, vaikuttaa Vuoksen vedenpinnan korkeuteen edellisen vuoden vesitilanne. Saimaa on käytännössä säännöstelemätön järvi ja päivittäiset vedenkorkeuden muutokset ovat noin senttimetrin luokkaa. Pitkän tähtäimen säännöstelyssä on kyse Vuoksen alajuoksun seutujen suojelusta, joka on sopimuksen mukaan suomalaisten tehtävä.
Vuoksen virtaamia on mitattu perinteisesti Saimaan luusuassa Tainionkosken voimalalla. Tässä on käytetty mittaussarjaa vuodesta 1847 (tammikuu) vuoteen 1992 (joulukuu). Tilaston mukaan joen keskivirtaama on ollut 592 kuutiometriä sekunnissa (MQ, m³/s). Pienin mitattu virtaama on ollut 215 m³/s (NQ) ja suurin 1 151 m³/s (HQ).
Voimalaitos.
Voimalaitosrakennus sijaitsee saaren länsipuolella voimalaitospadon päällä koko länsipuolen uoman levyisenä. Vesi otetaan rakennukseen sen alapuolella olevista tuloveden aukoista ja pudotetaan kolmen Kaplan-turbiinien ja yhden putkiturbiinin läpi imukanavaan, joka vie veden Vuoksen alapuoliseen altaaseen. Kolme Kaplan-koneistoa on toiminut paikoillaan voimalan rakentamisesta asti, mutta 1980-luvun lopulla voimalaan asennettiin vielä neljäs turbiinikoneisto. Korkean veden aikana voidaan voimalan läpi voidaan juoksuttaa rakennevirtaaman 869 m³/s verran vettä, joka tuottaa silloin sähköenergiaa 69,5 megawattia (MW). Jos veden virtaama kasvaa tästä edelleen, aletaan sitä juoksuttaa myös voimalaitoksen ohi. Juoksitusluukkujen kautta mahtuu 1 300 m³/s ja ylisyöksykanavia pitkin vielä 1 600 m³/s lisää. Kaksi vanhinta koneistoa on ehditty uusia ja niiden kapasiteetti on 18 MW kummallakin. Kolmas vesiturbiini on alkuperäinen ja sen kapasiteetti on noin 15 MW. Neljäntenä asennettu putkiturbiini on teholtaan 18 MW. Näin muodostuu voimalan ilmoitettu kokonaiskapasiteetti.
Historiaa.
Vuokseen haikailtiin vesivoimaa jo 1800-luvulla, jolloin sen virtaamia alettiin kirjata muistiin ja jokea tutkia sarjassa hydrografisia tutkimuksia. Tainionkosken korkeusero oli 6,5 metriä ja hieman alempana sijainnut Imatrankoskella se oli 18,4 metriä. Vuoksessa toimi ensin kaksi lyhytikäistä pienvoimalaitosta ja Linnankosken voimala ennen kuin suuremmat voimalat valmistuivat. Tornator rakensi Tornansaarelle puuhiomon, lankarullatehtaan ja paperitehtaan . Erilaiset voimalaitossuunnitelmat kaadettiin yksi toisensa perään. Lopulta ryhdyttiin valmistelemaan Imatran vesivoimalaitosta, joka valmistui vuonna 1929. Tainionkosken Tornansaareen valmistui puolittainen poikkipato vuonna 1921 ja sen yhteyteen asennettiin kaksi 5 MW makaavaa Francis-turbiinia. Kun Tornator liitettiin Enso-Gutzeitille vuonna 1933, suunniteltiin voimaloihin jo laajennusta, jolloin edellisten rinnalle asennettiin kaksi aputurbiinia vuonna 1946 ja 1947. Vuosina 1949–1950 aikana rakennettiin nykyinen voimalaitos, johon asennettiin kolme pystyasennossa pyörivää Kaplan-turbiinia. Niiden tuottama sähköenergian kapasiteetti nousi 40 megawattiin. Imatran Voima osti voimalan Enso-Gutzeitilta vuonna 1983 ja asensi siihen vielä vuonna 1989 neljänneksi turbiiniksi putkiturbiinin (18 MW) sekä tehosti kolmen muun turbiinin kapasiteetiksi noin 15 MW. Voimalan kokonaisteho kasvoi 65 megawattiin. Voimalan rakennevirtaama kasvoi 780 m³/s 869 m³/s .
Vuonna 1990-luvulla peruskorjattiin kolmoiskoneisto . Vuonna 2015 alkoi kahden vanhan koneiston peruskorjaustyö, joka huipentui vuosina 2017 ja 2018 kahden koneiston uusimiseen. Se kasvatti niiden kapasiteetin noin 18 MW. Vuonna 2019 uusittiin kolmoskoneiston automaatiojärjestelmät ja turbiinisäätäjät.
Patojen peruskorjaus alkaa vuonna 2020.
Etymologiaa.
Tainionkosken nimi on todennäköisesti peräisin sanasta "tainio" ~ "taini", joka merkitsee koskiin rakennettua katiskamaisista lohipatoa. Lohipatojen avulla on Suomessa kalastettu ainakin 1600-luvulta asti. Myös Tornionjoessa on Tainionkoski.