Лестър Пелтън изобретява вид водна турбина със свободна струя, наречена Pelton Wheel или Pelton turbine. Тази турбина се използва за производство на водноелектрическа енергия. Това е една от оригиналните зелени технологии, заменяща въглищата или дървата със силата на падащата вода.
Лестър Пелтън и турбината с водно колело на Пелтън
Лестър Пелтън е роден през 1829 г. във Вермилиън, Охайо. През 1850 г. той имигрира в Калифорния по времето на златната треска. Пелтън си изкарва хляба като дърводелец и мелничар.
По това време имаше голямо търсене на нови източници на енергия за работа на машините и мелниците, необходими за разширяването на златните мини. Много мини зависеха от парни машини, но те изискваха изчерпаеми запаси от дърва или въглища. Това, което беше в изобилие, беше водна енергия от бързо течащите планински потоци и водопади.
Водни колела който е бил използван за захранване на мелници за брашно, работи най-добре на по-големи реки и не работи добре в по-бързо движещите се и по-малко обемни планински потоци и водопади. Това, което работеше, бяха по-новите водни турбини, които използваха колела с чаши, а не плоски панели. Ефектен дизайн във водните турбини беше високоефективното колело на Pelton.
У. Ф. Дюранд от Станфордския университет пише през 1939 г., че Пелтън прави своето откритие, когато наблюдава a неправилно подравнена водна турбина, където водната струя удря чашите близо до ръба, а не в средата на чашата. Турбината се движеше по-бързо. Пелтън включи това в своя дизайн, с клиновиден разделител в средата на двойна чаша, разделящ струята. Сега водата, която се изхвърля от двете половини на разделените чаши, действа за по-бързо задвижване на колелото. Той тества своите проекти през 1877 и 1878 г. получаване на патент през 1880г.
През 1883 г. турбината на Пелтън спечели конкурс за най-ефективна турбина с водно колело, проведен от Idaho Mining Company от Grass Valley, Калифорния. Турбината на Пелтън се оказа 90,2% ефективна, а турбината на най-близкия му конкурент е само 76,5%. През 1888 г. Лестър Пелтън създава Pelton Water Wheel Company в Сан Франциско и започва масово да произвежда новата си водна турбина.
Турбината на водното колело на Pelton поставя стандарта, докато импулсното колело Turgo не е изобретено от Ерик Крюдсън през 1920 г. Импулсното колело Turgo обаче беше подобрен дизайн, базиран на турбината на Pelton. Turgo беше по-малък от Pelton и по-евтин за производство. Две други важни хидроенергийни системи включват турбината на Тайсън и турбината на Банки (наричана още турбината на Мишел).
Колела Pelton са били използвани за осигуряване на електрическа енергия във водноелектрически съоръжения по целия свят. Един в Невада Сити имаше мощност от 18 000 конски сили електричество за 60 години. Най-големите блокове могат да произвеждат над 400 мегавата.
Хидроелектричество
Хидроенергията преобразува енергията на течащата вода в електричество или водноелектричество. Количеството генерирана електроенергия се определя от обема на водата и количеството "глава" (височината от турбините в електроцентралата до водната повърхност), създадена от язовира. Колкото по-голям е потокът и напорът, толкова повече електроенергия се произвежда.
Механичната сила на падащата вода е вековен инструмент. От всички възобновяеми енергийни източници които произвеждат електричество, хидроенергията е най-често използваната. Това е един от най-старите източници на енергия и е бил използван преди хиляди години за въртене на гребло за цели като смилане на зърно. През 1700 г. механичната хидроенергия се използва широко за смилане и изпомпване.
Първото промишлено използване на хидроенергия за генериране на електричество се случва през 1880 г., когато 16 лампи с четкова дъга са захранвани с водна турбина в Wolverine Chair Factory в Гранд Рапидс, Мичиган. Първата водноелектрическа централа в САЩ е открита на река Фокс близо до Апълтън, Уисконсин, на 30 септември 1882 г. Дотогава въглищата бяха единственото гориво, използвано за производство на електроенергия. Ранните водноелектрически централи са станции с постоянен ток, построени за захранване на дъгови и лампи с нажежаема жичка през периода от около 1880 до 1895 г.
Тъй като източникът на хидроенергия е водата, водноелектрическите централи трябва да бъдат разположени на водоизточник. Следователно, чак до технология за предаване на електричество на дълги разстояния се развива, че водната енергия става широко използвана. До началото на 1900-те хидроелектрическата енергия представляваше повече от 40 процента от доставките на електроенергия в Съединените щати.
Годините от 1895 до 1915 г. наблюдават бързи промени в дизайна на хидроелектрическите централи и изграждането на голямо разнообразие от стилове на инсталацията. След това дизайнът на водноелектрическата централа стана доста добре стандартизиран Първата световна война като най-голямото развитие през 20-те и 30-те години на миналия век е свързано с топлинни централи и пренос и разпределение.