Przemysł energetyczny - elektrownie cz. 2

Pierwsza na świecie elektrownia publiczna została uruchomiona w 1882 roku w Nowym Jorku przez Alvę Edisona. Wkrótce elektrownie takie powstawały nie tylko w miastach USA ale także innych krajów.

* * *

Założona przez Edisona firma Electric Light Company wykorzystywała do oświetlenia udoskonalone żarówki węglowe oraz prąd stały o napięciu 110V. System ten nie umożliwiał przesyłania energii na większe odległości, stąd amerykańskie miasta pokrywały się siecią lokalnych elektrowni. Rozwiązaniem tych problemów mógł być, opracowany przez Nikolę Teslę, system prądu przemiennego. Jednak był on uparcie zwalczany przez Edisona. Tesla ze wsparciem finansowym przedsiębiorcy George’a Westinghouse’a wdrażał swoje koncepcje w firmie Westinghouse Electric Company. W obawie o swój monopol na światło elektryczne i związane z tym profity, Edison rozpętał potężną kampanię mającą zdyskredytować prąd przemienny jako śmiertelnie niebezpieczny (posuwał się nawet do zabijania zwierząt na publicznych pokazach). Ta antyreklama na nie wiele się zdała - kosztowała jednak majątek, przez co Edison stracił kontrolę nad swoją firmą. Ta po konsolidacjach w 1899 roku zmieniła ona nazwę na General Electric i również zadecydowała o przejściu na prąd przemienny...

Elektrownia krakowska w pierwszych latach XX wieku

Wszystkie elektrownie powstające na ziemiach polskich funkcjonowały jednak w systemie prądu stałego. Na pewno wiązała się z tym estyma jaką się cieszył Edison - wynalazca nie tylko żarówki ale również mikrofonu węglowego do telefonu, fonografu, kamery filmowej na taśmę perforowaną i wielu innych urządzeń. Zresztą obawy przed prądem przemiennym nie były do końca nieuzasadnione - zdarzały się potworne wypadki, ale ich przyczyną było wysokie napięcie, a nie sama natura prądu przemiennego oraz jeszcze nie do końca opanowana technologia.

Prądnica prądu stałego o mocy 400kW elektrowni krakowskiej ok 1920 r.
Widoczne potężne koło zamachowe maszyny parowej.
Ilustracja z książki "100-lecie energetyki w Krakowie"

Prąd przemienny mógł być z powodzeniem wykorzystywany do przesyłania na większe odległości po podniesieniu napięcia - do czego wykorzystywano transformatory. Dzięki wyższemu napięciu spadki napięcia w przewodach generowały mniejsze straty. Dodatkowe oszczędności wiązały się z zastosowaniem mniejszej średnicy kabli - przy wyższym napięciu do przesłania tej samej mocy natężenie prądu jest niższe, zatem i średnica przewodów może być znacznie mniejsza.

W krakowskiej elektrowni prąd przemienny zastosowano po raz pierwszy w 1907 roku, kiedy zbudowano kablową linię przesyłową o napięciu 5kV zasilającą stację kolejową w Płaszowie (kolej rezygnowała z utrzymywania własnej elektrowni). Do wytwarzania trójfazowego prądu wykorzystywano przetwornice wirujące czyli połączone wałem napędowym dwie maszyny elektryczne. Silnik elektryczny prądu stałego (na dostępne w elektrowni napięcie 2x200V napędzał trójfazową prądnicę prądu przemiennego. Dwie takie przetwornice wirujące, każda o mocy 200 kW zainstalowano w hali elektrowni przy ulicy Dajwór.

Widok na starą halę elektrowni.
Oprócz napędzanych maszynami parowymi sporych generatorów widoczne są także nieco mniejsze maszyny - przetwornice wirujące.
W głębi, na nowej hali, obecny jest pierwszy turbogenerator.
Ilustracja z książki "100-lecie energetyki w Krakowie"

Na stacji w Płaszowie zainstalowano stację transformatorową o mocy 60 kVA, skąd prąd już o typowej wartości zasilał żarówki (które świeciły tak samo dobrze jak zasilane wcześniej prądem stałym. Stacja była jednak odbiorcą publicznym. Z początku XX wieku nadal nie dopuszczano myśli o tym aby prąd przemienny wpuścić do mieszkań odbiorców indywidualnych. Dostarczanie prądu stałego do dzielnic położonych w większej odległości od elektrowni wiązało się z spadkami napięć. Ponieważ odbiorcy z Krowodrzy skarżyli się na jakość światła postanowiono temu przeciwdziałać - zbudowano podstację elektryczną.

Secesyjny budynek podstacji elektrycznej przy ulicy Łobzowskiej.
Widoczne wyrafinowane detale architektoniczne.

Gustowny secesyjny budynek podstacji zlokalizowano przy ulicy Łobzowskiej, a mieścił on w swym wnętrzu... przetwornice wirujące. Dwie maszyny o łącznej mocy 220kW zamieniały prąd przemienny na stały. Oprócz przetwornic w podstacji znajdowała się bateria akumulatorów wspomagających. Problem jakości prądu został rozwiązany, niemniej mieszkańcy okolicznych domów skarżyli się na nieustanny łoskot urządzeń pracujących w podstacji...

Wnętrze podstacji a w nim dwa zespoły przetwornic wirujących zamieniających prąd przemienny na stały.
Ilustracja z książki "100-lecie energetyki w Krakowie"

W roku 1909 rozpoczął się proces dołączania do miasta sąsiednich miejscowości (powstanie Wielkiego Krakowa). Z uwagi na dynamicznie zwiększające się grono odbiorców w latach 1910-1911 nastąpiła kolejna inwestycja w elektrowni krakowskiej. Rozbudowano akumulatornię do pojemności 2376 Ah. Rozbudowie uległa też kotłownia, gdzie zainstalowano trzy nowe kotły po 270 m2 każdy. W 1910 roku zainstalowano w krakowskiej elektrowni pierwszy turbozespół czyli połączone wspólnym wałem turbinę parową i generator prądu przemiennego. Turbina parowa ma znacznie wyższą wydajność od stosowanych do tej pory tłokowych maszyn parowych. Od tej pory w elektrowni instalowano już wyłącznie generatory napędzane turbiną. Ta pierwsza aparatura pochodziła z Brneńskiej Fabryki Maszyn. Turbina o mocy 1120KM napędzała trójfazowy generator prądu 5kV 750kW.

Pierwszy uliczny transformator w Krakowie.
Ilustracja z książki "Energetyka krakowska 1905-2005"

W 1910 roku w mieście pojawił się pierwszy transformator - rozpoczęto dostarczanie do odbiorców prądu przemiennego. W 1913 roku zainstalowano w mieście pierwsze uliczne oświetlenie elektryczne, przełamując w tym względzie monopol gazowni. Jako pierwszy iluminację otrzymał nowozbudowany most Krakusa. Pierwsze latarnie pojawiły też na krakowskich plantach.

Na pierwszym planie nowsza hala elektrowni przy ulicy Wawrzyńca.
W głębi starsza hala oraz budynek administracyjny.

Spora  rozbudowa budynków elektrowni miała miejsce w 1914 roku. Powstały wtedy dwie ogromne hale przylegające do starych - pierwsza z przeznaczeniem na maszyny a druga - kotłownię. W nowych budynkach zaplanowano instalację dwóch kotłów parowych systemu Garbe o powierzchni ogrzewalnej 505 m2 każdy oraz dwóch turbozespołów o mocy elektrycznej 3 MW. Niestety instalację tej aparatury opóźnił wybuch wojny.

Lata wojny światowej i odzyskanie niepodległości 

Wojna nie zmniejszyła zużycia prądu - przeciwnie - zwiększone zamówienia wojskowe spowodowały wzrost produkcji przemysłowej, przez co wzrosło zapotrzebowanie na energię elektryczną. Mocno we znaki dała się wojenna gospodarka materiałowa. Zamówione w zakładach Skody turbogeneratory zostały zarekwirowane na cele wojskowe (zanim opuściły fabrykę). Nowa pusta hala elektrowni została przeznaczona na magazyn mąki (pierwotnie władze wojskowe chciały w niej urządzić magazyn łatwopalnego siana). 

Budowa linii kablowej z udziałem jeńców rosyjskich - rok 1915.
Ilustracja z książki "100-lecie energetyki w Krakowie"

W 1916 roku władze wojskowe nalegały aby kable miedziane przeznaczyć na cele zbrojeniowe. Aby wymienić je na inne należało przejść na prąd przemienny. Rozpoczęto zatem prace układając zastępcze kable aluminiowe, cynkowe a nawet żelazne. Na szczęście do końca wojny prac tych nie udało się ich ukończyć, dzięki czemu miasto nie straciło znacznego majątku jakim były grube miedziane przewody. Niestety zarekwirowano z elektrowni znaczną ilość akumulatorów (z zamiarem odzyskania z nich płyt ołowianych na cele wojskowe). Największym jednak problemem okresu wojny była praca elektrowni na pełną parę - bez żadnej rezerwy. Przy czym był spory problem z wytworzeniem pary do napędu urządzeń, gdyż elektrownia zmuszona była używać najgorszych gatunków węgla...

20-lecie międzywojenne

31 października 1918 roku Kraków odzyskał niepodległość. Jednak pierwsze lata powojenne pełne były napięć społecznych wynikających z niepewnej sytuacji politycznej i gospodarczej. W elektrowni jak w innych zakładach wybuchały strajki z żądaniami podwyżek rekompensujących postępującą gwałtownie inflację. Dopiero po reformach rządu Grabskiego doszło do ustabilizowania sytuacji gospodarczej, dzięki czemu można było stworzyć plan inwestycyjny elektrowni.

Jeszcze pod koniec wojny w 1918 roku dotarł pierwszy z zamówionych w zakładach Skoda turbogeneratorów, drugi zainstalowano w 1921 roku. W elektrowni pracowały zatem dwa nowe turbogeneratory o mocy 3MW każdy, dwa starsze po 750kW oraz jeszcze 2 stare prądnice prądu stałego po 400kW napędzane maszynami parowymi.

Transport turbogeneratora - przed budynkiem administracyjnym elektrowni.
Ilustracja z książki "Energetyka krakowska 1905-2005"

W 1925 roku do starych kotłów kotłów Babcock-Wilcox i nowszych systemu Garbe, dołączyły dwa nowe kotły systemu Lentz - wszystkie o ciśnieniu roboczym 12 atm. Współpracowały one z nowym turbozespołem o mocy aż 6MW. W 1928 roku zainstalowano kolejne dwa kotły produkcji zakładów Zieleniewskiego o ciśnieniu roboczym aż 28 atm. Zamontowano też nowy generator o mocy 1,4MW którego turbina czołowa redukowała ciśnienie pary z 28 do 12 atm. Jednocześnie zdemontowano najstarsze maszyny tłokowe. Mimo to łączna moc elektrowni osiągnęła wartość 14,9MW.

Montaż kotłów wysokociśnieniowych 28 atm produkcji
Zjednoczonej Fabryki Maszyn i Wagonów L.Zieleniewski i Fitzner-Gamper - ok. 1928-1930.
Ilustracja z książki "100-lecie energetyki w Krakowie"

Oprócz produkcji energii elektrycznej elektrownia rozpoczęła odsprzedaż pary technologicznej - dla położonych na Grzegórzkach zakładów: rzeźni miejskiej oraz produkującej wyroby gumowe fabryki Semperit. Odsprzedaż pary poprawiała efektywność produkcji. Cały czas postępowała też elektryfikacja, nie tylko dzielnic miasta, ale także okolicznych podkrakowskich gmin. W 1923 roku rozpoczęto konwersję już zelektryfikowanych dzielnic z prądu stałego na przemienny. Proces ten zakończono w 1935 roku likwidując stację na Łobzowskiej. Nie oznaczało to końca pracy tamtejszych przetwornic wirujących - znalazły one zastosowanie do zasilania sieci tramwajowej – m.in. nowej linii do Łobzowa. Od 1917 roku elektrownia miejska bowiem wytwarzała prąd również na potrzeby przedsiębiorstwa tramwajowego.

Rok	Ilość kotłów	Typ kotłów	Powierzchnia ogrzewalna [m2]	Moc maszyn [KM] / generatorów [kW]	Typ / rodzaj prądu
1906	2	Babcock-Wilcox	2 x 260	2 x 600 / 2 x 400	maszyna parowa / stały
1908	1	Babcock-Wilcox	1 x 260
1909	3	Babcock-Wilcox	1 x 271	1120 / 750	turbogenerator / zmienny
1912				1120 / 750	turbogenerator / zmienny
1915	2	Garbe	2 x 505
1918				4300 / 3000	turbogenerator / zmienny
1921				4300 / 3000	turbogenerator / zmienny
1924	2	Lentz	2 x 708
1928	2	Babcock-Wilcox	2 x 625	6000 / 6000	turbogenerator / zmienny
1931				2100 / 1400	przeciwprężna / zmienny

Maszyny instalowane w elektrowni krakowskiej

Do podstacji transformatorowych na terenie miasta dostarczano prąd przemienny o napięciu 5kV. W 1925 roku zbudowano linię wysokiego napięcia 15kV dla obsługi Zakładu Wodociągowego Bielany. Takie same linie zastosowano później również do zasilania fabryki drożdży w Bieżanowie, Wapienników w Zabierzowie i Mydlnikach oraz miast - Wieliczki, Skawiny i Niepołomic. Elektrownia krakowska rozpoczęła bowiem przyłączanie do sieci elektrycznej także okolicznych miast i gmin podmiejskich. W tej sprawie podpisano porozumienie z elektrownią w Sierszy, która także prowadziła elektryfikację, stanowiąc poważną konkurencję.

Typowy budynek transformatora - ten ustawiono w Bronowicach w roku 1932 i nadal istnieje. 
Zdjęcie:NAC

Mimo trwającego kryzysu gospodarczego elektrownia pozyskiwała wciąż nowych odbiorców. Już z końcem lat 20-tych stawało się jasne że elektrownia zlokalizowana na Kazimierzu nie będzie w stanie się rozwijać w dotychczasowej lokalizacji. Jeszcze w 1911 roku ówczesny dyrektor elektrowni postulował budowę nowego zakładu w nowym, rozleglejszym miejscu lub dostawy prądu z zewnątrz. Wtedy jego postawa została storpedowana przez Radę Miejską przez co musiał ustąpić ze stanowiska. Teraz ten problem powrócił. W 1928 roku stosowną ofertę dostawy prądu złożyły elektrownia w Sierszy, ale także elektrownia w Jaworznie. Właścicielem tej drugiej elektrowni były Komunalne Kopalnie Węgla w Jaworznie, których współzałożycielem i udziałowcem była gmina Kraków. Stąd w 1929 roku zapadła decyzja o dostawie do miasta energii właśnie z Jaworzna, a nie z położonej nieco bliżej Sierszy.

Budynek transformatorów 60/5kV z 1930 roku z charakterystyczną czerwoną błyskawicą.

Prąd z Jaworzna do Krakowa popłynął już w grudniu 1930 roku. W tym celu zbudowano napowietrzną linię wysokiego napięcia 60kV o długości ponad 70km. Powieszone na wysokich, kratownicowych słupach przewody elektryczne dochodziły do terenu zakładu energetycznego na Kazimierzu, gdzie po drugiej stronie ulicy Dajwór wybudowano nową stację transformatorową. W obszernym budynku umieszczono dwa transformatory 60/5kV o mocy 6MW każdy, dwa transformatory do regulacji napięcia oraz specjalny transformator do gaszenia wyładowań atmosferycznych. Ponadto w budynku zamontowano urządzenia rozdzielcze oraz stację specjalnej, bezpośredniej linii telefonicznej do łączności z Elektrownią w Jaworznie. Od chwili rozpoczęcia dostaw energii zakład krakowski stawał się bardziej dystrybutorem niż producentem energii, pokrywając głównie zapotrzebowanie szczytowe.

Wciąż jeszcze istniejąca w latach 70-tych XX wieku linia 60 kV biegnąca wzdłuż ulicy Podgórskiej.
Fotografia autorstwa Mariusza Undasa ze strony podgorze.pl

Oświetlenie ulic miasta

Przed 1913 rokiem ulice Krakowa oświetlały latarnie gazowe. Jednak ich światło było niewystarczające. Już w 1912 roku powstał projekt oświetlenia ulic miasta lampami żarowymi o mocy 500W. Był on wyjątkowy w skali cesarstwa, do tej pory bowiem do oświetlania większych przestrzeni stosowano raczej latarnie łukowe. W 1913 roku zainstalowano 287 latarń oświetlając ponad 15 km ulic. Niestety dalsze prace wstrzymał wybuch wojny, który ponadto wymusił oszczędności - oświetlenie zredukowano do 30%. Istniejące latarnie rozbłysły ponownie po 1918 roku, ale prac nad rozbudową oświetlenia nie kontynuowano.

Montaż oświetlenia ulicznego.

Ilustracja z książki "Energetyka krakowska 1905-2005"

Koniunktura odmieniła się dopiero w 1927 roku, kiedy pod naciskiem opinii publicznej stworzono 6-letni plan rozbudowy oświetlenia ulic. W centrum latarnie miały postać stalowych słupów, do których prąd był dostarczany kablami ziemnymi. Na przedmieściach latarnie były mocowane na drewnianych słupach, lub rozwieszone nad ulicami. Oświetlenie było załączane automatycznie mechanizmem zegarowym montowanym w budynkach transformatorów. Latarnie podzielono na dwie grupy - takie które świeciły od zmierzchu do godziny 23 oraz umieszczane rzadziej tzw. całonocne. Plan został wykonany do 1932 roku, nie poprzestano jednak na nim. W 1939 roku istniało już 5 279 latarni, ponadto specjalnymi reflektorami iluminowano zabytki - m.in. Sukiennice, Wawel czy fragment fortyfikacji z Barbakanem.

Tablica rozdzielcza stacji transformatorowej elektrowni krakowskiej - ok 1930 r.
Ilustracja z książki "100-lecie energetyki w Krakowie"

Niekorzystnym zjawiskiem była charakterystyka pracy elektrowni - oświetleniowa z dużym szczytem wieczornym obciążenia oraz mniejszym porannym związanym z produkcją przemysłową. Aby zniwelować ten efekt elektrownia promowała eksploatację innych urządzeń zasilanych elektrycznością - rozmaitych podgrzewaczy, żelazek czy radioodbiorników, wprowadzając podwójną taryfę dla abonentów.

Rok	Produkcja w [tys. kWh]	Dostawa z Jaworzna w [tys. kWh]	Razem [tys. kWh]	Najwyższe obciążenie [kW]	Ilość odbiorców	Moc odbiorników [kW]	Ilość latarni
1905	250	-	250	217	345	810	-
1910	2 566	-	2 566	1 327	2 351	4 614	-
1915	5 674	-	5 674	2 387			392
1920	13 698	-	13 698	3 869	10 096	15 405
1925	21 272	-	21 272	6 289			446
1930	28 056	6 832	34 892	10 502	32 900	41 491	2 269
1935	8 408	29 173	37 581	10 900	45 363	45 349	3 000

Tabela produkcji energii

W 1939 roku sieć energetyczna Krakowskiej Elektrowni osiągnęła długość 697km ze 184 transformatorami na 5kV oraz 9 stacji 15kV.

* * *

W poprzednim odcinku zapraszałem na film ukazujący kulturalną funkcję dawnej elektrowni podgórskiej, dziś zapraszam na film o wystawie sztuki która odbyła się w dużej hali elektrowni krakowskiej. W następnej części będzie o wojennych i powojennych losach elektrowni.

Zobacz też:

• Elektrownie cz.1
• Elektrownie cz.3
• Elektrownie cz.4  
• Elektrownie cz.5