Desarrollo hidroeléctrico de St. Anthony Falls

Las compañías hidroeléctricas dividían la cabecera del río con una presa en forma de herradura en V sobre las cataratas para dividir el agua entre los desarrollos del lado este y oeste, debilitando la frágil base de arenisca de las cataratas. ^{[ 3 ]} Así, cuando los empresarios William W. Eastman y John L. Merriam conspiraron para construir un molino en la isla Nicollet , el canal de descarga de 2000 pies que construyeron hasta la sección aguas abajo de las cataratas colapsó y casi destruyó las cataratas. Solo cuando el Congreso autorizó 50 000 dólares al Cuerpo de Ingenieros del Ejército con la razón aparente de preservar la navegación segura más allá de las cataratas, se salvó toda la industria molinera. En el transcurso de dos años, construyeron el muro de contención que impidió una mayor erosión de la capa de piedra caliza de las cataratas desde abajo. ^{[ 3 ] [ 5 ]}

La explosión del molino Pillsbury A en 1878 llevó a William de la Barre , representante de la compañía Brehmer Brothers, a ofrecer sus servicios en la reconstrucción del molino Washburn en 1880. ^{[ 8 ]} El molino dominaba Main St. cuando fue reconstruido en 1881 y fue el molino harinero más grande del mundo durante cuarenta años. Tenía un túnel de canal de entrada, ^{[ 9 ]} dos pozos de caída para dos turbinas y dos túneles de canal de descarga. Todo el canal de entrada, excepto la mitad superior, está construido en roca madre. ^{[ 10 ] [ 11 ]} Pronto, fue nombrado director de la Minneapolis Mill Company y contratado como empleado en 1883. ^{[ 3 ]} De la Barre vio el potencial de la energía hidroeléctrica en las cataratas e hizo muchas mejoras en la década de 1880 en la orilla oeste, construyendo canales de energía adicionales para alimentar los molinos cercanos y preservando las frágiles cataratas reforzándolas y construyendo compuertas adicionales. ^{[ 12 ]}

En 1881, la fábrica Pillsbury "A" añadió una pequeña planta eléctrica para alimentar las lámparas de arco de la fábrica. Pero no fue hasta 1882, dos años después de la fábrica de sillas Wolverine en Grand Rapids, que la Minnesota Brush Electric Co. construyó una planta generadora centralizada en la orilla oeste. Producía energía utilizando cinco generadores Brush accionados por agua y se convirtió en la tercera central hidroeléctrica que abastecía a múltiples usuarios en los EE. UU. ^{[ 13 ]} Pronto se añadieron farolas a Minneapolis, incluyendo una torre de 257 pies de altura en Bridge Square para demostrar la eficacia de las luces eléctricas. ^{[ 3 ]} Sin embargo, la central eléctrica Brush fue demolida en 1884 y reubicada río arriba a Fourth Avenue North para un flujo de agua más fiable. ^{[ 14 ] [ 13 ]} Esta fue la primera central eléctrica a vapor en Minneapolis. En 1886 se añadieron generadores para luces incandescentes. En 1893 la empresa se convertiría en parte de Minnesota General Electric (MGE). ^{[ 15 ]} En 1895, los generadores se trasladaron a la estación de Main Street. ^{[ 16 ]} Los restos de Upton Island se retiraron cuando se instalaron las esclusas en la década de 1960. ^{[ 17 ] [ 18 ]} El molino dejó de usar energía hidráulica en 1955 y dejó de producir harina en 2003. ^{[ 19 ]}

En 1894, la compañía Mill ofreció un contrato de arrendamiento de agua por valor de 20 molinos de potencia a la filial de General Electric en Minneapolis . ^{[ 3 ]} GE combinó esto con otros derechos de agua, incluidos los de aserraderos que se habían incendiado, y construyó la estación de Main Street en las cataratas, construida entre 1894 y 1895. Alrededor del 38% de la generación provenía de energía hidráulica (el resto era de vapor).

La estación original se incendió y se construyó una nueva en 1911 ^{[ 9 ]} que utilizaba únicamente energía hidráulica para tres generadores de 480 kW. La planta era la principal instalación generadora de la ciudad, por lo que Minneapolis General Electric quería que volviera a funcionar rápidamente. Esto dio como resultado una planta significativamente más primitiva que la planta hidroeléctrica de Hennepin Island de 1908, construida tres años antes. Las turbinas sobrevivieron al incendio y se reutilizaron. Esto requirió que los nuevos generadores se alimentaran mediante un "accionamiento por cable" (cuerda utilizada como correa de transmisión), y la producción eléctrica fue mucho menor que la de la planta de Hennepin Island. ^{[ 20 ]} La estación continuó produciendo electricidad hasta 1968. Como se muestra en la imagen, la planta es muy visible en 206 Main St. Un lado, con compuertas de entrada, está junto al estanque superior. Se construyó una presa en 2000 para proteger ese lado (ahora es el acceso a un parque de energía hidráulica). ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]} La parte visible de la planta está por encima de la capa de piedra caliza que forma las cataratas. El canal del lado este del río (alrededor de la isla Hennepin) solía fluir por donde está la planta y sobre las cataratas del canal este ^{[ 9 ] [ 25 ]} aproximadamente 300  pies río abajo de la planta. La planta fue construida entre la isla Hennepin y la orilla este.

Justo después de la estación de Main Street, de la Barre construyó una "presa inferior" y la central hidroeléctrica de la presa inferior aproximadamente a media milla por debajo de las cataratas. La construcción fue de 1895 a 1897. Esta fue la primera presa construida exclusivamente para la generación hidroeléctrica en Minnesota, y tenía una planta de capacidad eléctrica mucho mayor que cualquier otra planta en el estado. La planta también utilizó una innovadora conexión mecánica directa de eje horizontal entre turbinas y generadores en lugar de una transmisión por correa común anteriormente. ^{[ 20 ]} La energía se vendió a la compañía de tranvías ( TCRT ), que estaba reemplazando los tranvías viejos por tranvías eléctricos a partir de 1889. La generación era de 35 Hz (8 generadores) y CC (2 generadores), 8,5 megavatios utilizando una altura de 19 pies. En la misma área, la planta de vapor del sureste se construyó en 1903 en el extremo de la orilla este del puente Stone Arch , también para alimentar los tranvías.

Alrededor de 1950, los tranvías eléctricos fueron reemplazados por autobuses y la TCRT dejó de comprar energía. Al mismo tiempo, el Cuerpo de Ingenieros reconstruyó la presa, agregando una esclusa y una esclusa auxiliar, y creando una altura de caída mayor de 24 pies. Para 1953, la planta había sido modificada para funcionar a 60 Hz, 8,25 megavatios, con 10 generadores que utilizaban ejes verticales. La nueva presa, terminada en 1956, incorporó la sección de la antigua presa, incluyendo la central eléctrica. ^{[ 26 ]} El 9 de noviembre de 1987, un canal de erosión se abrió bajo los cimientos de 1897 y drenó el estanque superior de la central eléctrica, que entonces era propiedad de Northern States . ^{[ 27 ]} La central eléctrica resultó dañada y fue retirada en 1988. En ese momento, se determinó que reconstruir una central eléctrica no era factible. ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]}

Más recientemente, se instaló un sistema de generación de energía hidroeléctrica en la esclusa auxiliar de la presa inferior. El proyecto hidroeléctrico SAF, de Brookfield Renewables, es una planta de 8,98 megavatios y entró en funcionamiento en diciembre de 2011. ^{[ 31 ] [ 24 ]}

En otro proyecto de De la Barre, entre 1906 y 1908 diseñó y construyó la central hidroeléctrica de la isla Hennepin. ^{[ 9 ]} Esta es la única central histórica que aún está en funcionamiento. ^{[ 32 ] [ 33 ]} Un canal de aducción de 400 pies conecta la central con el embalse superior. La central fue la primera en los EE. UU. en utilizar el excedente de energía hidráulica sobrante de otros arrendatarios. ^{[ 5 ]} La central originalmente producía energía a 35 Hz, 9,9 megavatios, utilizando cuatro generadores de accionamiento directo de eje horizontal. La producción total se arrendó a Minneapolis General Electric, que suministraba energía al sistema de tranvías. En 1955, cuando los tranvías fueron reemplazados por autobuses, la central se convirtió a 60 Hz y se añadió un quinto generador para una capacidad total de 12,4 megavatios. El quinto generador era de eje vertical, con la turbina debajo del generador. Esto coloca la turbina a un nivel más bajo que en las configuraciones de eje horizontal, lo que permite un mejor uso de la altura de caída disponible. Las instalaciones de eje vertical no eran prácticas hasta que se desarrollaron cojinetes capaces de soportar el peso del rotor del generador.

Cuando los molinos harineros de la orilla oeste abandonaron las cataratas y los edificios fueron demolidos, Northern States Power utilizó las turbinas de siete de los emplazamientos para generar 2,73 megavatios de electricidad. Esto se denominó Central Hidroeléctrica Consolidada. La construcción de la esclusa en las cataratas bloqueó el " canal de potencia ", que era el canal de derivación de las centrales hidroeléctricas, poniendo fin a la Central Hidroeléctrica Consolidada en 1959. ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 24 ]}

Northern States Power Co. opera actualmente la central eléctrica de Hennepin Island. NSP se fundó en 1909 como Consumers Power Company y posteriormente adquirió todos los activos de la fábrica de Pillsbury en 1923. ^{[ 37 ]} NSP heredó todos los derechos históricos de agua, excepto los asignados al Laboratorio de St. Anthony Falls . ^{[ 5 ]} En 2000, NSP, mediante una fusión con otros proveedores de servicios públicos metropolitanos, PSCo y SPS, formó Xcel Energy . ^{[ 38 ]} Bajo una licencia de la FERC reemitida en 2004 y modificada en 2011, NSP/Xcel es responsable de los elementos que mantienen las cataratas, incluyendo el aliviadero, la presa en forma de herradura y varias presas que contienen el estanque superior, cubriendo partes significativas de las cataratas. El muro de contención del USACE que reparó el desastre del túnel de Eastman no está incluido. ^{[ 24 ]} En 2013 se reemplazaron los rotores de las turbinas de la planta y se rebobinaron los generadores, aumentando su capacidad de generación de 12,4 megavatios a 13,9 megavatios. Las históricas carcasas exteriores de las turbinas no se modificaron. Los cambios aumentaron el caudal máximo de 4025 pies cúbicos por segundo a 4366 pies cúbicos por segundo.

El molino fue convertido en los A-Mill Artist Lofts de ingresos limitados por Dominium en 2015. Como parte de esa conversión, se instaló una planta hidroeléctrica con una tubería de presión de 5 pies de diámetro en el túnel de aducción mucho más grande, una turbina y un generador en el pozo de caída este y un conducto de hormigón en el túnel de descarga este mucho más grande. Todo lo que se puede ver del proyecto es la rejilla de entrada y el accionamiento de la compuerta en la orilla del río en Second Ave. Southeast y el agua que sale del túnel de descarga este. Tiene una producción de hasta 0,6 megavatios, aproximadamente el 17% de la energía hidráulica utilizada por Pillsbury ^{[ 39 ]} y entró en funcionamiento en 2016. ^{[ 40 ] [ 41 ]} Su licencia de la FERC es similar a la de la planta de Hennepin Island, lo que permite al A-mill usar agua cuando hay un flujo mayor al que requiere NSP. El Pillsbury A-mill tiene derechos de arrendamiento que se han mantenido hasta el propietario actual y tiene prioridad sobre el flujo.

La licencia original de Crown Hydro otorgada por la FERC era para dos generadores, con una capacidad total de 3,4 megavatios, ubicados en el edificio Crown Roller Mill de la margen oeste , presumiblemente utilizando los fosos de las ruedas y los canales de descarga originales. ^{[ 24 ]} Crown Hydro no logró llegar a un acuerdo con el propietario del edificio y propuso un cambio de licencia para ubicar los generadores en el antiguo emplazamiento del restaurante Fuji-Ya. La Junta de Parques de Minneapolis, propietaria del terreno, se opuso al cambio. La FERC determinó que la Junta de Parques era la propietaria del terreno y que Crown Hydro no tenía forma de utilizarlo.

Crown Hydro propuso entonces otro cambio de licencia para ubicar los generadores a unos 250 pies al norte de la planta Crown Roller Mill, en terrenos propiedad del Cuerpo de Ingenieros (asociados a las esclusas). Esta ubicación podría afectar a numerosas propiedades históricas, en particular por un nuevo túnel de descarga. Esto requiere una revisión conforme a la Sección 106 (que protege propiedades de importancia histórica como el burdel Ida Dorsey). La revisión está en curso. Sin embargo, existe una fuerte oposición a este proyecto, incluso por parte de la Junta de Parques. ^{[ 42 ]}

Symphony Hydro propone instalar paneles generadores dentro de una de las esclusas (que se encuentran inactivas para controlar la presencia de carpas voladoras). La capacidad de generación sería de 3,4 megavatios. Esta propuesta se descartaría si el proyecto Crown Hydro, que actualmente tiene 20 años, sigue adelante. Symphony cuenta con un permiso preliminar de la FERC y, al parecer, el proyecto sigue en pie. ^{[ 43 ]}

• General Mills (2017). "Proyecto hidroeléctrico/Pillsbury A Mill" . YouTube . Consultado el 1 de junio de 2023 .
• monotonist (2019). "Central hidroeléctrica, Isla Hennepin, Minneapolis, MN" . YouTube . Recuperado el 1 de junio de 2023 .