محطة توليد الطاقة في بنك نبتون

كانت محطة نبتون بانك لتوليد الطاقة محطة تعمل بالفحم، تقع على نهر تاين في والسيند بالقرب من نيوكاسل أبون تاين . وقد تم تشغيلها عام 1901 من قبل شركة نيوكاسل أبون تاين لتزويد الكهرباء ، وكانت أول محطة في العالم توفر الكهرباء لأغراض أخرى غير الإضاءة المنزلية وإضاءة الشوارع. كما كانت أول محطة في العالم تولد الكهرباء باستخدام نظام توزيع الطاقة الكهربائية ثلاثي الأطوار بجهد 5500 فولت . 

كانت قدرة توليد المحطة الأولية 2800  كيلوواط، ثم زادت إلى 3000  كيلوواط بعد عام من افتتاحها، وذلك بإضافة مولدين توربينيين من نوع بارسونز  بقدرة 1500 كيلوواط لكل منهما ، وهما الأكبر من نوعهما في ذلك الوقت. أُغلقت المحطة عام 1915، بعد الانتهاء من توسعة محطة كارڤيل لتوليد الطاقة وافتتاح محطة دنستون لتوليد الطاقة .

في مطلع القرن العشرين، بدأ التفكير في استخدام الكهرباء للأغراض العامة، وأدركت شركة نيوكاسل أبون تاين لتزويد الكهرباء (NESCo) الإمكانات التي توفرها للتطوير. ^{[ 1 ]} في يونيو 1899، حصلت شركة ووكر ووالسند يونيون للغاز (WWUGC) على صلاحيات قانونية بموجب قانون برلماني لتزويد المنطقة المحيطة بوالسند بالكهرباء . وفي يناير 1900، أنشأت محطة نبتون بانك لتوليد الطاقة بالقرب من خط سكة حديد نورث إيسترن (NER) في شمال تاينسايد ، في منتصف المسافة بين والسند وووكر . وفي أكتوبر 1900، استحوذت NESCo على محطة توليد الطاقة بالكامل من WWUGC، باستثناء الكابلات ومعدات المحطة الفرعية التي تم تركيبها لتزويد المصانع في المنطقة التي حصلت فيها WWUGC على صلاحيات قانونية. واستمرت WWUGC في شراء الكهرباء بكميات كبيرة من NESCo. ^{[ 2 ]}

افتتح اللورد كلفن المحطة رسمياً في 18 يونيو 1901. وقال في حفل الافتتاح:

لقد رأينا عمليًا ما لم يره الكثيرون من قبل – نظامًا مُنجزًا تقوم فيه محطة مركزية بتوليد الطاقة بواسطة محركات بخارية وتوصيل الكهرباء للمستهلكين على مسافات تتراوح، على ما أعتقد، من ربع ميل إلى أكثر من ثلاثة أميال ونصف... هناك محطة أكبر قيد الإنشاء، ومشاريع أوسع نطاقًا قيد التخطيط. تُعدّ هذه المحطة الرائعة، وإن كانت صغيرة نسبيًا، في نبتون بانك بدايةً موفقة... ما أراه اليوم هو حلم حياتي يتحقق. لا أعرف حدود الكهرباء، لكنها ستتجاوز كل ما يمكننا تصوره اليوم. ^{[ 1 ] [ 3 ]}

كانت المحطة أول محطة توليد طاقة تولد الكهرباء للأغراض الصناعية، بدلاً من مجرد الإضاءة المنزلية وإضاءة الشوارع، وقد أدى ذلك إلى توسع سريع لشركة NESCo. ^{[ 4 ]}

قامت شركة NESCo بمدّ كابلات الضغط العالي من محطة توليد الطاقة إلى محطات فرعية مختلفة في نيوكاسل أبون تاين. وقد غيّرت الشركة نظام التزويد الخاص بها، من تيار متردد أحادي الطور بجهد 2000 فولت ، والذي كان يُستخدم لتوزيع الطاقة من محطة باندون دين لتوليد الطاقة ، إلى تيار ثلاثي الأطوار بجهد 5500  فولت. ^{[ 2 ]} وبذلك أصبحت NESCo أول هيئة حكومية تُزوّد ​​الطاقة بهذه الطريقة. وقد هنّأت المجلة العلمية " The Electrician" شركة NESCo في يونيو 1901، مشيرةً إلى أنه "لم يتم تدشين إمداد الطاقة الكهربائية في تاينسايد رسميًا يوم الثلاثاء الماضي فحسب، بل تم تدشين عصر استخدام الطاقة الكهربائية في جميع أنحاء المملكة". ^{[ 1 ]}

بعد عام من بدء تشغيل المحطة، أُغلقت محطة توليد الطاقة الأصلية التابعة لشركة NESCo في باندون دين وحُوّلت إلى محطة فرعية. كانت محطة باندون دين تُزوّد ​​مركز مدينة نيوكاسل بالكهرباء، لكن محطة نبتون بانك الجديدة تولّت هذا الإمداد، حيث تنقل الطاقة باستخدام كابلات عالية الجهد موضوعة في قنوات، مما جعل المحطة القديمة غير ضرورية. ^{[ 1 ]}

كانت المحطة أول مشروع تصميم رئيسي لتشارلز ميرز ، من شركة ميرز وماكليلان الاستشارية، وأول محطة توليد طاقة صممتها شركة ميرز وماكليلان في منطقة نيوكاسل. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

شُيِّدت مباني المحطة من الصفيح المموج ، وكان مبنى الغلايات مُلاصقًا لغرفة المحركات من جهتها الجنوبية. بلغ قياس كلٍّ من هذين المبنيين 30 مترًا (100 قدم) في 16 مترًا (52 قدمًا) . وإلى الشمال الشرقي من مباني المحطة الرئيسية، تقع بركة التبريد ، حيث تُبرَّد المياه المتداولة في المحطة بواسطة فوهات رش، قادرة على تبريد 4 ملايين رطل من الماء في الساعة. وقد اعتُمد نظام التبريد هذا لكونه أقل تكلفة من ضخ المياه من نهر تاين القريب، الذي يقع على عمق 18 مترًا (60 قدمًا) أسفل مستوى المحطة. كما زُوِّدت المحطة ببركة اختبار، قادرة على استيعاب ما يصل إلى 1500 كيلوواط. ^{[ 2 ]}       

كان الفحم يُنقل إلى المحطة عبر خط سكة حديد نورث تاينسايد لوب التابع لشركة نورث إيسترن للسكك الحديدية. استُخدمت قاطرة كهربائية لنقل الفحم من السكة الحديدية إلى غرفة الغلايات. زُوّدت غرفة الغلايات بأربع مجموعات من غلايات بابكوك آند ويلكوكس ، كل مجموعة تتكون من غلايتين. تبلغ قدرة كل غلاية 1000 حصان وضغط تشغيلها 200 رطل لكل بوصة مربعة. زُوّدت كل غلاية بمُسخّنات فائقة ومُوقدات ميكانيكية، وتبلغ مساحة سطح التسخين فيها 4020 قدمًا مربعًا (373 مترًا ^مربعًا ) ، مع درجة حرارة تسخين فائقة تتراوح بين 100 و120 درجة فهرنهايت (38-49 درجة مئوية) . تستطيع كل غلاية تبخير 14000 رطل من الماء في الساعة. تُفرغ مخلفات الرماد من الغلايات في شاحنات. ^{[ 2 ]}     

بدأت المحطة بتوليد الكهرباء باستخدام أربعة مولدات كهربائية بريطانية من طراز تومسون-هيوستن، بقدرة 700 كيلوواط (kW) وتردد 40 هرتز ، يُدار كل منها بمحرك ترددي بحري ثلاثي التمدد بطيء السرعة ، صُنع أحدها بواسطة شركة ويغام ريتشاردسون وشركاه ، وثلاثة بواسطة شركة والسيند سليبواي للهندسة . ^{[ 1 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} وتم توفير البخار للمحركات من ثمانية غلايات من طراز بابكوك آند ويلكوكس، بسعة 14000 رطل/ساعة. كما وُجدت ثلاثة محركات بيليس أصغر حجمًا لتوفير الطاقة المحلية، اثنان بقدرة 300 حصان وواحد بقدرة 75 حصان، لتوفير تيار مستمر يبلغ حوالي 450 كيلوواط. ^{[ 9 ]} وكانت هذه المحطة الأولى في العالم التي تولد الكهرباء باستخدام توزيع الطاقة الكهربائية ثلاثي الأطوار بجهد 5500 فولت، والأولى التي تولد تيارًا مباشرًا بجهود مختلفة. ^{[ 5 ] [ 6 ]} بعد افتتاح محطة كارفيل للطاقة في عام 1904، تم رفع جهد النقل إلى 6000 فولت.  

في عام ١٩٠٢، أُضيف مولدان توربينيان يعملان بتوربينات بخارية من طراز بارسونز، بقدرة ١٥٠٠ كيلوواط لكل منهما، إلى المعدات الأساسية في المحطة. ^{[ ١ ] [ ٦ ]} في ذلك الوقت، كانا أكبر مولدين توربينيين يعملان بتوربينات بخارية ثلاثية الأطوار في العالم، فضلاً عن كونهما أول مولدين من نوع الدوران الأسطواني. وقد شجعت النتائج التي تحققت من هذه التوربينات شركة كونارد للملاحة البخارية على تركيب توربينات بخارية على متن سفينة موريتانيا . ^{[ ٦ ]} قامت التوربينات بتشغيل مولدات ثلاثية الأطوار بجهد ٦٦٠٠ فولت وتردد ٤٠ هرتز ، لتزويد المولدات الكهربائية والمحولات في المحطات الفرعية المتصلة بشبكة التوزيع بالتيار. ^{[ ٧ ]} وفرت المولدات الكهربائية في المحطات الفرعية تيارًا مستمرًا من التيار المتردد المورد، بينما خفضت المحولات الجهد من ٦٦٠٠ فولت إلى ٢٠٠ فولت للاستخدام في الإضاءة و٤٠٠ فولت للاستخدام الصناعي. ^{[ ١٠ ]}    

بحلول عام ١٩٠٤، كان هناك تسع مجموعات توليد طاقة مختلفة تعمل في محطة توليد الكهرباء. كانت المجموعتان رقم ١ و٢ مولدات تيار مستمر تعمل بمحركات  مركبة ثنائية الكرنك بقدرة ٣٠٠ حصان، تدور بسرعة ٣٨٠ دورة في الدقيقة، وتُستخدم طاقتها لتزويد شبكة التيار المستمر في والسيند ووالكر. أما المجموعة رقم ٣ فكانت  بقدرة ٥٠ كيلوواط تُستخدم لأغراض الإثارة فقط. بينما استُخدمت المجموعتان رقم ٤ و٥ كموازنات ومولدات كهربائية، وبلغت قدرتهما الإجمالية ١٥٠  كيلوواط. أما المجموعات رقم ٦ و٧ و٨ و٩ فكانت تعمل كل منها بمحركات بقدرة ١٤٠٠ حصان، وتُشغل كل منها  مولد تيار متردد بقدرة ٧٥٠ كيلوواط. ^{[ ٢ ]} عملت مجموعتا بارسونز جنبًا إلى جنب مع هذه المجموعات، ولكن نُقلتا لاحقًا إلى محطات توليد الكهرباء في كارڤيل .

بحلول عام 1912، كان نظام NESCo، الذي كانت المحطة جزءًا منه، أكبر نظام طاقة متكامل في أوروبا . ^{[ 10 ]}

كان الفحم يُنقل إلى محطة نبتون بانك من فرع ريفرسايد التابع لسكك حديد الشمال الشرقي عند غرفة إشارات تاين بونتونز، الواقعة تقريبًا في منتصف المسافة بين محطتي ووكر وكارفيل. وكان يُنقل إلى خطوط السكك الحديدية الجانبية للمحطة باستخدام قاطرة كهربائية صغيرة، ويُفرغ أمام غرفة الغلايات. ثم يُحمّل يدويًا في مخازن الوقود الآلية التي تُشغل الغلايات. وكانت عملية إزالة الرماد من الغلايات تتم آليًا. كان موقع المحطة سيئًا من حيث مصادر التبريد ومياه الغلايات، إذ كانت ترتفع حوالي 18 مترًا (60 قدمًا) فوق مستوى نهر تاين القريب، الذي كان يبعد عنها أيضًا 60 مترًا (200 قدم). لم يكن مفهوم برج التبريد قد ظهر بعد، لذا استُخدمت بركة تبريد كبيرة مبنية من الطوب، ولكنها غير فعالة. ^{[ 7 ]}  

بعد تشغيل محطة نبتون بانك، ازداد الطلب على الكهرباء بشكل سريع، وهو ما لم تستطع المحطة تلبيته، لذا قامت شركة NESCo في عام 1904 بتشغيل محطة كارڤيل لتوليد الطاقة . وبفضل تجهيزها الكامل بمعدات توليد الطاقة باستخدام التوربينات البخارية، سرعان ما تفوقت كارڤيل على نبتون بانك. ^{[ 1 ]} وبحلول عام 1909، أصبحت محطة نبتون بانك خارج الخدمة إلى حد كبير بعد توسيع محطة كارڤيل، بالتزامن مع افتتاح محطة دنستون لتوليد الطاقة . وتم إيقاف تشغيلها نهائيًا في عام 1915. ^{[ 11 ]} لاحقًا، استحوذت شركة ثيرمال سينديكيت على المبنى واستخدمته كمصنع لنفخ الزجاج يُعرف باسم مصنع فيتريوسيل. ^{[ 12 ]}