美加邊境線上的尼亞加拉大瀑布，在不到兩公里長(zhǎng)的河段，以35.4的時(shí)速，傾瀉和跌宕至15.8米，其巨大的水量和山崩地裂之勢(shì)，使之成為最宏偉壯麗的瀑布，自然美景下又蘊(yùn)藏著豐富的水能資源，這使尼亞加拉大瀑布成為風(fēng)水寶地。
為了爭(zhēng)奪這塊寶地，1812年6月美向加國(guó)宣戰(zhàn)，兩年戰(zhàn)爭(zhēng)美國(guó)沒(méi)得到便宜，1814年12月24日美加簽署了《根特條約》，終止戰(zhàn)爭(zhēng)，使兩國(guó)關(guān)系大體回到戰(zhàn)前狀態(tài)，規(guī)定尼亞加拉河為兩國(guó)共有，主航道中心線為兩國(guó)邊界。之后兩國(guó)共同開(kāi)發(fā)利用。
告別尼亞加拉大瀑布，汽車(chē)開(kāi)到大瀑布下游大約8公里處，熱情的女司機(jī)臨時(shí)停車(chē)，增加一個(gè)景點(diǎn)。
一眼望見(jiàn)的，是美國(guó)的水電站大壩，它與加拿大水電站大壩相對(duì)而立，尼亞加拉河水從它倆中間緩緩流過(guò)，穿梭兩岸的一條條高壓線告訴人們：河兩岸同屬一個(gè)電網(wǎng)，這里是人類(lèi)和平友好的一大奇觀，也是人類(lèi)智慧才能的一大結(jié)晶。
一、1845年，美國(guó)率先利用尼亞加拉瀑布。
據(jù)1940年美國(guó)紐約出版的《男人與伏特》——通用電氣(GE)的歷史一書(shū)記載，“早在1845年，水輪機(jī)第一次被水道和制造公司安裝在大瀑布。利用五千到一萬(wàn)馬力，為這里許多磨面粉廠提供動(dòng)力。……許多人用各種方法計(jì)算過(guò)大瀑布的動(dòng)力，最終被認(rèn)為達(dá)九百萬(wàn)千瓦?！?/p>
二、1881年美國(guó)在尼亞加拉河上建成了舍爾科普夫水電站，它是世界上第一座水電站，也是第一座私人水電站。
早在1861年，美國(guó)側(cè)大瀑布已有寬11米、深2.5米的渠道。約1866年左右，由“瀑布水磨(面)公司”開(kāi)發(fā)利用水頭7.6米，水輪機(jī)出力為150馬力，驅(qū)動(dòng)第一座磨面廠。
1877年5月1日，一位名叫弗里德里希?雅各布 ?舍爾科普夫德國(guó)人，以7100美元購(gòu)得大瀑布開(kāi)發(fā)水、土地、水電的許可。
早年他帶著800美元來(lái)到美國(guó)紐約布法羅，開(kāi)始制革生意，他在尼亞加拉大瀑布、米爾沃其和芝加哥擁有多個(gè)制革廠和磨面粉廠。
購(gòu)得許可后，他購(gòu)買(mǎi)水輪機(jī)，建造廠房，成立渠道公司，從尼亞加拉河上游挖引水渠引到下游的河岸邊上，利用大瀑布下游的河岸與水面幾十米的落差，讓引水渠的水從溝槽流進(jìn)河里，用水流沖力帶動(dòng)水輪機(jī)，水輪機(jī)用皮帶和傳動(dòng)軸輸出動(dòng)力，來(lái)磨面粉。
1881年，俄亥俄州的查爾斯?普魯什帶著16只電弧燈和發(fā)電機(jī)到達(dá)大瀑布，于是舍爾科普夫用他的水輪機(jī)為動(dòng)力，帶動(dòng)查爾斯?普魯什的發(fā)電機(jī)，為自己的16盞弧光燈提供電力。
1881年舍爾科普夫擁有的這座第一次在尼亞加拉大瀑布以水輪機(jī)作為動(dòng)力，(間接)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的小水電站，是世界上第一座水電站。它為當(dāng)?shù)啬シ蹚S的機(jī)器供電和為城鎮(zhèn)街道提供照明。
1893年，加拿大在尼亞加拉大瀑布第一次引河水發(fā)電，小電廠發(fā)出2200千瓦電力?？梢?jiàn)，美國(guó)利用大瀑布發(fā)電早于加拿大10年。
在1882年后，舍爾科普夫創(chuàng)立了“舍爾科普夫水電公司”，在靠近大瀑布不同站址建成了多個(gè)獨(dú)立的水電廠，并將其命名為“舍爾科普夫水電站”1號(hào)、2號(hào)、3A、3B廠房。
1918年，“舍爾科普夫水電公司”與愛(ài)徳華?亞當(dāng)斯擁有的“尼亞加拉瀑布電力公司”合并，稱為亞當(dāng)斯水電站。
三、1895年，“尼亞加拉瀑布電力公司”建成了世界第一座大型水力發(fā)電站。
1886年，紐約州工程師的托馬斯?埃弗謝德提出了一份規(guī)劃，充分利用大瀑布上下的整個(gè)尼亞加拉河，擬在大瀑布開(kāi)發(fā)20萬(wàn)馬力，規(guī)劃在瀑布上面建設(shè)一系列的渠道，為數(shù)以百計(jì)的磨粉廠提供動(dòng)力，并開(kāi)鑿巨大隧洞將水全部引到下游河道。
但當(dāng)時(shí)美國(guó)能制造的最大功率水輪機(jī)只有100馬力，且廣泛應(yīng)用的直流輸電距離僅為3.2公里，遠(yuǎn)不足以送到離大瀑布40公里的紐約布法羅市(水牛城)。此外，投資也難以籌措。因此，許多世界著名的專家認(rèn)為，開(kāi)發(fā)大瀑布水力資源的目標(biāo)還非常遙遠(yuǎn)。
這個(gè)計(jì)劃比舍爾科普夫水電站要宏偉得多。但是它需要很多錢(qián)。工程師們找到了紐約州律師蘭金。社交廣泛的蘭金迅速去找金主，最后親自去見(jiàn)在華爾街呼風(fēng)喚雨的摩根，磨破了嘴皮子才說(shuō)動(dòng)摩根投資這個(gè)計(jì)劃，之后向他推薦了愛(ài)德華?迪恩?亞當(dāng)斯作為計(jì)劃的執(zhí)行人。
摩根早就知道亞當(dāng)斯。亞當(dāng)斯是個(gè)低調(diào)的金融投資家，最擅長(zhǎng)的是使得元?dú)獯髠蔫F路企業(yè)滿血復(fù)活，還曾經(jīng)拯救了棉花托拉斯，為此他得到的禮物是一個(gè)純金花瓶。亞當(dāng)斯從1884年起就是愛(ài)迪生公司的股東，作為圈內(nèi)人，他非?？春媚醽喖永娬卷?xiàng)目。因此他走馬上任的第一件事兒，就去拜訪美國(guó)最好的機(jī)械工程師塞勒斯，并拉入團(tuán)隊(duì)。
塞勒斯考察了尼亞加拉瀑布，到紐約告訴了亞當(dāng)斯，繼而說(shuō)服了103個(gè)金融大佬組成的財(cái)團(tuán)，投資263萬(wàn)美元建設(shè)尼亞加拉電站。亞當(dāng)斯任尼亞加拉瀑布電力公司的總裁，塞勒斯任總工程師。
亞當(dāng)斯認(rèn)為當(dāng)時(shí)現(xiàn)有的技術(shù)水平不能解決大瀑布的水電開(kāi)發(fā)和遠(yuǎn)距離送電問(wèn)題。因此，尼亞加拉瀑布電力公司懸賞10萬(wàn)美元獎(jiǎng)金，給能解決長(zhǎng)距離輸電的發(fā)明者，竟無(wú)人響應(yīng)。
1890年，亞當(dāng)斯和塞勒斯去歐洲考察各種水電站，向歐洲的高人們請(qǐng)教各種技術(shù)和規(guī)劃問(wèn)題，邀請(qǐng)全世界的科學(xué)家和工程師來(lái)為尼亞加拉電站獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。
圖：左1：E. Mascart法國(guó)學(xué)院教授、左2： William Unwin英國(guó)倫敦中央研究院教授、中間：William Thomson爵士開(kāi)爾文爵士蘇格蘭格拉斯哥大學(xué)、4號(hào)：Dr. Coleman Sellers美國(guó)富蘭克林研究所教授、5號(hào)：Theodore Turrettini瑞士日內(nèi)瓦市水力工程師
1890年7月，國(guó)際尼亞加拉委員會(huì)成立了。委員會(huì)考察了當(dāng)時(shí)北美和歐洲的電力傳輸項(xiàng)目，向歐美各國(guó)有獎(jiǎng)?wù)骷ㄔ煊?jì)劃。一共收到來(lái)自6個(gè)國(guó)家的13份計(jì)劃。有8份計(jì)劃涉及到電力輸送，其中4份是用輸電的辦法實(shí)現(xiàn)，2份是直流，1份是單相交流、1份是多相交流。
愛(ài)迪生發(fā)明直流電后，工商業(yè)、公共設(shè)置和家用電器，都使用著費(fèi)用高昂的直流電。因?yàn)樵陔娐飞系膿p耗，使用直流電時(shí)必須每隔一公里便建設(shè)一套發(fā)電機(jī)組。建造尼亞加拉水電站時(shí)，如將電力以直流電方式傳送，輸電至35公里以外的紐約州水牛城，是不可能的。
1885年，克羅地亞人尼古拉?特斯拉脫離愛(ài)迪生公司，遇上西屋公司負(fù)責(zé)人喬治·威斯汀豪斯，并在其支持下于1888年正式將交流電帶給社會(huì)。在1893年5月的哥倫比亞博覽會(huì)上，特斯拉展示了交流電照明，成為”電流之戰(zhàn)“的贏家。
圖：為世界上第一座大型水電站——亞當(dāng)斯電站1號(hào)和2號(hào)廠房和變壓器間，由尼亞加拉瀑布電力公司于1895年拍攝。圖片來(lái)源于美國(guó)紐約特斯拉(Tesla)社會(huì)博物館網(wǎng)站
1893年5月6日，尼亞加拉瀑布電力公司公司最終決定在發(fā)電技術(shù)和輸電技術(shù)上采用特斯拉發(fā)明的交流電，用高壓電來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離供電。這項(xiàng)劃時(shí)代的發(fā)明，不僅解決了尼亞加拉水電站作遠(yuǎn)距離供電的難題，并且?guī)Ыo人們一個(gè)既方便又便宜的用電環(huán)境。
圖：為世界上第一座大型水電站——亞當(dāng)斯電站1號(hào)廠房?jī)?nèi)的發(fā)電機(jī)組設(shè)備。
從1892到1894年的三年中，尼亞加拉瀑布電力公司在地下49米深處建設(shè)了長(zhǎng)2042米、高6米、寬5米的馬蹄形隧洞，將尼亞加拉河河水引導(dǎo)到尼亞加拉瀑布電力公司的電站廠房。
1895年，美國(guó)建成了裝設(shè)有10臺(tái)當(dāng)時(shí)額定功率最大的發(fā)電機(jī)組(3700千瓦即制造額定功率5000馬力)，8月25日，1號(hào)電站開(kāi)始發(fā)電第一次采用高電壓交流發(fā)電機(jī)發(fā)電。1896年11月15日，第一次將最大電力負(fù)荷采用交流高壓輸電傳輸?shù)?0公里外，與有25000人的大工業(yè)城市布法羅（水牛城）并網(wǎng)聯(lián)接，布法羅成為北美洲第一個(gè)大規(guī)模供電的城市，故有“光城”的外號(hào)。隨著這項(xiàng)大型發(fā)電、輸電工程的成功，許多企業(yè)都搬遷到水牛城發(fā)展，布法羅迅速發(fā)展起來(lái)。
網(wǎng)絡(luò)圖片：福布斯設(shè)計(jì)的5000馬力發(fā)電機(jī)
這些使亞當(dāng)斯水電站成為當(dāng)時(shí)毫無(wú)爭(zhēng)議的美國(guó)和世界最大的水電站，至今124年仍在運(yùn)作，成為百年科技史上的奇跡。
此后，尼亞加拉河兩岸陸續(xù)建成十多座大大小小的水電站，所產(chǎn)生的電力足夠美國(guó)紐約州和加拿大安大略省總需求的1/4.
圖：位于紐約公羊島（Goat Island）尼亞加拉大瀑布公園的特斯拉雕塑 。據(jù)說(shuō)是1976年南斯拉夫(特斯拉的祖國(guó))送給紐約州一個(gè)特斯拉的雕像，以紀(jì)念這位偉大的發(fā)明家和工程師。
四、在建設(shè)尼亞加拉水電站時(shí)，總共運(yùn)用了尼古拉?特斯拉的9項(xiàng)專利發(fā)明，包括特斯拉所發(fā)明的交流電發(fā)電機(jī)和交流電輸電技術(shù)。從此交流電取代了直流電成為供電的主流。
后來(lái)特斯拉因故決定放棄交流電的專利權(quán)，條件是交流電的專利將永久公開(kāi)，免費(fèi)送給人類(lèi)使用。這助力了他的終生夢(mèng)想：希望人類(lèi)能夠獲取之不盡用之不竭的能源。
否則，則每一馬力交流電就將給他帶來(lái)2.5美元的“專利費(fèi)”，特斯拉將會(huì)是世界上最富有的人。
向這位一生約獲近 千個(gè)發(fā)明專利、晚年卻窮困潦倒、被人遺忘、但仍舊為人類(lèi)的幸福而努力研究和發(fā)明的絕世天才致敬！
沒(méi)有他，世界上第一座水電站的歷史會(huì)改寫(xiě)！
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2019.12.4完
