Vattenlandet – när Sverige drevs av forsar

2019-11-30 07:11  

TEKNIKHISTORIA. Allt började med en liten dynamo i Viskan, som försåg ett lokalt spinneri med Sveriges första elektriska inomhusbelysning. Tekniken växte och multiplicerades tills vattenkraften drev hela Sveriges industrialisering och stod för mer än nio tiondelar av landets elproduktion – och hotade att sluka våra sista orörda älvar.

I Rydal i södra Västergötland tog den svenska tillverkningsindustrin flera av sina första stapplande steg, när textilhandlaren Sven Erikson från Kinna invigde det första mekaniska bomullsspinneriet i Sjuhäradsbygden. I en kanal som grävdes från ån Viskan och rakt genom fabriken, placerades ett vattenhjul som drev spinnmaskiner och tvinnare via central remdrift.

Men i en fabrik full med lättantändlig bomull var det direkt livsfarligt att använda fotogenlampor eller gasbelysning. Spinneriet eldhärjades flera gånger, tills man 1882 placerade en dynamo i kraftkanalen och kopplade den till två bågljuslampor. Detta var första gången elektrisk belysning användes inomhus i Sverige, och första gången vattenkraft användes för att producera elektricitet i vårt land.

Läs mer: Skördetröskan – en tidsmaskin på åkern

Snart började andra industrier, som Domnarvets Jernverk i Borlänge, driva både motorer och belysningssystem med likström i låga spänningar som producerades av lokala vattenkraftsturbiner. Men elektrifieringen stannade vid fabriksgrindarna – alla försök att överföra likström i längre sträckor, strandade på de höga ledningsförlusterna.

Rydals bomullsspinneri öppnades 1853 och fick, tack vare vattenkraften, Sveriges första elektriska inomhusbelysning 30 år senare. Fabriken var i drift ända till 2004 och är i dag museum. Foto: JÄRNVÄGSMUSEET

Växelström, å andra sidan, kunde transformeras från lågspänning till högspänning och på så vis möjliggöra eltransport över längre sträckor. Men växelström kunde inte driva motorer.

En som grubblade på detta var ingenjören och uppfinnaren Jonas Wenström, kallad ”den svenske Edison” sedan han varit nära att bli först med en fungerande glödlampa. Till slut hittade han en lösning på växelströmsproblemet: med tre växelströmsmatade ledningar i stället för två kunde man skapa ett roterande magnetflöde, och därmed en rotationsrörelse i en elmotor. Han utvecklade ett komplett system med generator, transformator och motor.

Trefasöverföringen inleds

Detta system, och andra patenterade ”anordningar för kraftöverföring enligt trefassystemet”, kom att lägga grunden för Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget (Asea), när detta grundades i Västerås 1890.

Tre år senare, under Wenströms ledning, lyckades Asea till slut bygga världens första kommersiella trefasöverföring. Från ett vattenfall vid Hällsjön i Dalarna kunde man framgångsrikt skicka el de 15 kilometrarna till en gruva i Grängesberg.

Jonas Wenströms trefasöverföring frigjorde industrierna från behovet att ligga intill lämpliga vattendrag. Plötsligt låg hela landet öppet för möjliga fabriksetableringar. Foto: BERNHARD HAKELIER / VÄSTMANLANDS LÄNS MUSEUM

Jonas Wenström, som plågats av hälsoproblem hela sitt liv, fick dock inte glädjas åt genombrottet särskilt länge. Tre dagar efter att trefasöverföringen inletts dog han i ”lungkatarr”, 38 år gammal.

Men nu stod dörrarna vidöppna. Industrierna behövde inte längre ligga intill något lämpligt vattendrag för att få elektricitet, landets många rinnande vatten kunde exploateras, och vattenkraftverken sköt upp som svampar ur jorden.

Trefasmotor konstruerad av Jonas Wenström, använd i kraftverket vid Hällsjön som försåg Grängesbergs gruvor med el. Foto: TEKNISKA MUSEET

Jonsereds kraftverk utanför Partille stod klart 1901 och var tekniskt banbrytande på flera sätt. Dels rent byggnadstekniskt, eftersom stationskroppen bygg des på pålar för att stå stadigt i den så kallade Göteborgsleran.

Läs mer: Gör ett virtuellt dyk på 360 år gammalt vrak

Dels för sin tekniska konstruktion med horisontell maskinuppställning, något som blev standard hos vattenkraftverk med låga fallhöjder.

1902 började man bygga Ebbes kraftstation i Huskvarnafallen i Småland. Det hade de största turbiner som dittills konstruerats i Sverige, tre så kallade Francisturbiner på sammanlagt 1730 kilowatt. Men det fick en olycklig start: vid invigningen 1904 havererade en av turbinerna. Vatten forsade in i maskinrummet, turbinmanteln slets sönder och en förman dödades av kringflygande metalldelar.

Olidans kraftverk var Sveriges första statliga vattenkraftsprojekt, betraktat som nationalkraftverk. Foto: VÄNERSBORGS MUSEUM

I Göta älv, nedanför vattenfallen i Trollhättan, började man bygga Olidans kraftverk 1907. Det var Sveriges första statliga vattenkraftsprojekt och ansågs på sin tid som landets ”nationalkraftverk”: aggregaten var fem gånger större än de i Ebbes kraftstation, och själva maskinbyggnaden uppfördes i röd, råhuggen granit.

Kraftverket försågs successivt med fler och fler turbiner, och lockade en rad industrier att flytta till eller nyetablera sig i Trollhättan. Skandinaviska Grafit, Ferrolegeringar Trollhätteverken, Trollhättans Elektrothermiska, och Trollhätte Cyanidverk är bara några av de företag som gjorde staden till ett kluster för elintensiv industri ända fram till 1980-talet.

Och Trollhättan är bara ett av många exempel: tack vare Sveriges jämförelsevis goda tillgång på billig el, hade landets bas- och tillverkningsindustrier ett tydligt försprång framför sina utländska konkurrenter. Riksdagen var med på tåget, och fattade en rad beslut som underlättade fortsatt utbyggnad och samarbete mellan kraftverksbolag och industriföretag.

Överdimensionerade anläggningen

I samband med Olidan-bygget bildades Kungliga Vattenfallsstyrelsen, som senare blev till Vattenfall AB, och det var nu de verkliga jätteprojekten inleddes i statlig regi. Porjus kraftverk började byggas i Stora Luleälv 1910, i första hand för att leverera energi till Malmfälten och elektrifiera Riksgränsbanan, som fraktade malmen från Kiruna till hamnen i Narvik.

Men staten hade också visioner om vad kraftverket kunde innebära för Norrbottens övriga industrialisering. Därför överdimensionerades anläggningen kraftigt utöver vad som krävdes för gruvornas och järnvägens behov.

Bygget genomfördes under svåra förhållanden i väglöst land. Den första tiden, innan en provisorisk järnväg från Gällivare blev klar, fick allt material bäras, släpas eller dras fem mil över myrmark på dåligt spångade leder. En normal mansbörda var på 45 till 50 kilo, men eftersom arbetarna fick betalt efter vikt var laster uppemot 70 kilo inte ovanliga. Bostadssituationen för den 800 man starka arbetsstyrkan var även den primitiv, med boende i enkla baracker i kärvt klimat.

Kraftstationen stod klar 1915 och hade då en banbrytande modern teknisk utformning, med maskinsalen nedsprängd i berget och långa bergtunnlar som vattenvägar. ”Ett mäktigt monument har rests i ödemarken”, skrev Dagens Nyheter vid invigningen.

Bild från 1955 av rotorn till en av Harsprångsgeneratorerna vid Stornorrfors kraftverk. Den väger 465 ton. Foto: SvD/TT

Och Vattenfall inledde sin nästa norrländska jättesatsning: Harsprånget i Jokkmokks kommun, som än i dag är Sveriges största vattenkraftverk med en årsproduktion runt två terawattimmar.

Läs mer: Han levde sitt liv på varvet – förändrade hela skeppsbyggarkonsten

Lågkonjunkturen efter första världskriget minskade dock elbehovet, och bygget avbröts på 20-talet. Det återupptogs inte förrän 1945 och verket stod klart 1952.

Harsprångsfallet byggdes över med en 1400 meter lång, 50 meter hög och 20 meter tjock stenfyllningsdamm med tätkärna av betong och lera. Dammluckorna är 20 meter breda, och verkets största turbin i drift i dag – kallad Gigantiske Gerhard – har 14 meters rotordiameter. Under gång är vattenflödet genom turbinen 495 kubikmeter per sekund.

Harsprånget – Sveriges största vattenkraftverk. Foto: HJ WOLLIN / TEKNISKA MUSEET

På grund av kraftverkets isolerade läge byggdes ett helt samhälle i anslutning till bygget. Där fanns butiker, fritidslokaler, polisstation, restaurang och kyrka, och arbetsstyrkan på som mest 1600 man bodde med sina familjer i en blandning av egnahem, radhus och baracker. Men allt var byggt för att enkelt kunna flyttas till nästa anläggarsamhälle, och i dag finns bara några igenvuxna gator kvar.

Harsprångets samhälle 1952. I dag återstår bara några igenvuxna gator i skogen. Foto: TEKNISKA MUSEET

Det var dock inte bara i Norrbotten man byggde. Under 20- och 30-talen byggdes kraftverken Hammarforsen och Krångede i Indalsälven för att för sörja den växande pappers- och massaindustrin med billig energi. Lilla Edets kraftstation i Göta älv byggdes för att möjliggöra elektrifiering av västra stambanan mellan Göteborg och Stockholm.

På grund av den låga fallhöjden (7,3 meter) valde Lilla Edet bort den etablerade Francisturbinen till förmån för en så kallad Kaplanturbin. Denna är utformad som en båtpropeller med ställbara skovelblad, och sätts i rotation av en vattenström som passerar i propelleraxelns längdriktning. Tekniken var ny och oprövad, men vid driftsättningen visade det sig att den gav mer effekt än förväntat. Efter detta tekniska genombrott är Kaplanturbinen världens mest använda turbin vid låga och medelhöga fallhöjder.

Köpte släpgrävmaskin från USA

Vid utbyggnaden av Hölleforsen i Indalsälven som inleddes 1945, kom man fram till att ytterligare tio meters fallhöjd kunde utnyttjas om man gjorde en omfattande sänkning av älvfåran nedströms dammen. Vattenfall köpte en 600 ton tung släpgrävmaskin från USA, som grävde ut två miljoner kubikmeter massor ur den sex kilometer långa utloppskanalen.

Midskogs kraftstation invigs den 15 juli 1945. Foto: Pressens Bild/TT

För att möta en befarad elbrist forcerades bygget av Stalons kraftstation i Ångermanälven. Enligt de ursprungliga byggplanerna skulle byggtiden vara sju år, men arbetena som inleddes 1958 var färdiga redan på hösten 1961. Bygget dominerades av den 18 kilometer långa tilloppstunneln, som sprängdes från båda ändar och från tre mellansänken för att klara av den aggressiva tidplanen.

Tekniken med stora schaktarbeten i vattenvägarna, för att vinna mer fallhöjd, kulminerade i bygget av Gallejaur kraftstation i Skellefteälven. Nu sattes två 600 tonsgrävmaskiner in för att gräva landets största kraftstationskanal med fem miljoner kubikmeter schaktning. Genom kanalen leddes Skellefteälven upp till magasinet i Gallejaurdammen, för att på så sätt uppnå en fallhöjd på 80 meter.

Året efter Gallejaurverkets invigning, 1965, kom 95 procent av Sveriges totala elproduktion från vattenkraft.

Tommy Harnesk

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt