Лестер Пелтон је изумео врсту водене турбине са слободним млазом под називом Пелтонов точак или Пелтонова турбина. Ова турбина се користи за производња хидроелектране. То је једна од оригиналних зелених технологија, која замењује угаљ или дрво снагом падајуће воде.
Лестер Пелтон и Пелтонова турбина са воденим точковима
Лестер Пелтон је рођен 1829. године у Вермилиону, Охајо. 1850. емигрирао је у Калифорнију за време златна грозница. Пелтон је зарађивао за живот као столар и воденичар.
У то време постојала је велика потражња за новим изворима енергије за покретање машина и млинова неопходних за ширење рудника злата. Многи рудници су зависили од парних машина, али су они захтевали исцрпне залихе дрвета или угља. Оно чега је било у изобиљу била је водена енергија из брзих планинских потока и водопада.
Ватервхеелс који је коришћен за погон млинова брашна најбоље је радио на већим рекама и није добро функционисао у бржим покретним и мање обимним планинским потоцима и водопадима. Оно што је функционисало су новије водене турбине које су користиле точкове са чашама, а не равне плоче. Значајан дизајн водених турбина био је високо ефикасан Пелтонов точак.
В. Ф. Дуранд са Универзитета Станфорд написао је 1939. да је Пелтон дошао до свог открића када је посматрао а неусклађена водена турбина где је млаз воде ударио у чаше близу ивице, а не у средину пехар. Турбина се кретала брже. Пелтон је ово укључио у свој дизајн, са преградом у облику клина у средини дупле шоље, раздвајајући млаз. Сада вода која се избацује из обе половине подељених чаша делује тако да брже покреће точак. Тестирао је своје дизајне 1877. и 1878. добијање патента 1880. године.
Године 1883. Пелтонова турбина је победила на такмичењу за најефикаснију турбину са воденим точковима које је организовала рударска компанија Ајдахо из Грас долине у Калифорнији. Пелтонова турбина се показала ефикасном од 90,2%, а турбина његовог најближег конкурента само 76,5%. Године 1888, Лестер Пелтон је основао компанију Пелтон Ватер Вхеел Цомпани у Сан Франциску и почео масовно да производи своју нову водену турбину.
Пелтонова турбина са воденим точком поставила је стандард све док Турго импулсни точак није изумео Ериц Цревдсон 1920. године. Међутим, Турго импулсни точак је био побољшани дизајн заснован на Пелтон турбини. Турго је био мањи од Пелтона и јефтинији за производњу. Два друга важна хидроенергетска система укључују Тајсонову турбину и Банки турбину (која се назива и Мичелова турбина).
Пелтон точкови су коришћени за снабдевање електричном енергијом у хидроелектранама широм света. Један у Невада Цитију имао је снагу од 18000 коњских снага током 60 година. Највеће јединице могу да произведу преко 400 мегавата.
Хидроелектрична енергија
Хидроенергија претвара енергију текуће воде у електричну енергију или хидроелектричну енергију. Количина произведене електричне енергије одређена је запремином воде и количином "главе" (висине од турбина у електрани до површине воде) коју ствара брана. Што је већи проток и глава, производи се више електричне енергије.
Механичка снага падајуће воде је прастаро оруђе. Од свих Обновљиви извори енергије које производе електричну енергију, најчешће се користи хидроенергија. То је један од најстаријих извора енергије и коришћен је пре хиљадама година за окретање лопатице у сврхе као што је млевење житарица. У 1700-им, механичка хидроенергија се увелико користила за млевење и пумпање.
Прва индустријска употреба хидроенергије за производњу електричне енергије десила се 1880. године, када је 16 сијалица са четкицом напајано помоћу водене турбине у фабрици столица Волверине у Гранд Рапидсу у Мичигену. Прва америчка хидроелектрана отворена је на реци Фокс у близини Апплетона у Висконсину 30. септембра 1882. године. До тада је угаљ био једино гориво за производњу електричне енергије. Ране хидроелектране су биле станице једносмерне струје изграђене за напајање лучних и жарних расвјета у периоду од око 1880. до 1895. године.
Пошто је извор хидроенергије вода, хидроелектране морају бити лоциране на извору воде. Дакле, није било до технологија за пренос електричне енергије на велике удаљености развијена је да је хидроенергија постала широка употреба. До раних 1900-их, хидроелектрана је чинила више од 40 процената снабдевања Сједињених Држава електричном енергијом.
Од 1895. до 1915. године дошло је до брзих промена у дизајну хидроелектрана и изградње великог броја стилова постројења. Дизајн хидроелектрана је након тога постао прилично добро стандардизован Први светски рат при чему се највећи део развоја 1920-их и 1930-их односио на термоелектране и пренос и дистрибуцију.