Teknisk utførelse

Vemork kraftverk utnytter et fall på omtrent 300 meter fra inntaksmagasinet ved Skarsfoss ned til kraftstasjonen som ble bygd på en berghylle inn mot fjellsiden. Dette er ikke hele fallet ned til Rjukan. Såheim kraftverk fullførte med sine 273 meters fall hele fallet. Totalt fall for de to kraftverkene er dermed nesten 600 meter. De to kraftverkene henger teknisk sett nøye sammen. Kraftverkets hoveddeler var et lite inntaksmagasin, dam med flomavledning, tilløpstunnel, fordelingsbasseng, rørgate ned til kraftstasjonen, kraftstasjon med per­manentutstyr og utløp fra kraftstasjonen til tilløpstunnelen for Såheim kraftverk. Reguleringsmagasinet i Møsvatnet er viktig for driften av kraftverkene på Rjukan så vel som for andre kraftverk i denne delen av Skiensvassdraget.

Dammen ved Skarsfoss var opprinnelig en betongdam med en lengde på 120 meter og en høyde på elleve meter. Etter en ombygging som var ferdig i 1961, er damlengden 190 meter med en platedam i midten og massive betongdammer på sidene. Største høyde er 19 meter. Magasinet strekker seg 4,5 kilometer oppover fra dammen. Fra inntaksmagasinet ble det drevet en tilløpstunnel med en lengde på over 4 000 meter og et tverrsnitt på 26 m² fram til fordelingsbassenget ovenfor kraftstasjonen. De mange steintippene langs tunnelen vitner om en driftsmåte med mange tverrslag som var vanlig på den tiden. Tunnelarbeidet foregikk med håndboring. I 1946–47 ble det sprengt en parallell tunnel med samme tverrsnitt over en strekning på 1 500 meter for å øke kapasiteten.

Rørgaten på 720 meter fra fordelingskammeret og ned til kraftstasjonen hadde først ti rør. Hver av rørseksjonene har en lengde på seks meter og veier 7,5 tonn. I 1913 ble det lagt et rør til med litt større dimensjoner enn de ti første. Diameteren var 2,0 meter øverst og 1,6 meter nederst. Dette var for å ha litt ekstra for eventuelle senere utvidelser.

Kraftstasjonsbygningen ble oppført i betong og kledd i huggen stein (naturstein). Fundamentet består av steinblokker. Maskinhallen er 110 meter lang, 21,5 meter bred og 14 meter høy. Kraftverket ble satt i drift med ti horisontale aggregater i 1911. De doble Pelton-turbinene var Norges største. Fem ble levert av det tyske selskapet J.M. Voith og fem av det sveitsiske selskapet Escher Wyss. I 1913 ble det besluttet å bygge en reservestasjon med aggregat nummer elleve. Reservestasjonen ble bygd inn til hovedstasjonen i dens sørøstre ende. Turbinen ble levert av Escher Wyss. Det tolvte aggregatet ble satt inn på midten av 1920-tallet og fikk vertikal opp­stilling og hadde Francis-turbin. Dette var første gang denne turbintypen ble anvendt for en fallhøyde på 300 meter. Turbinen fra Escher Wyss var en teknisk-historisk begivenhet i verdens­målestokk. Ytelsen var omtrent 12 MW. På 1950-tallet ble turbinene fra J.M. Voith skiftet ut med turbiner fra Neyrpic. Av disse er det nå bare én igjen i kraftstasjonen.

Generatorene ble levert av fem forskjellige produsenter. Da hydrogenfabrikken fra 1929 skulle forsynes med kraft, fikk hvert av de elleve første aggregatene to likestrømsgeneratorer. I 1947–48 fikk fire av hovedaggregatene en trefasegenerator i tillegg. Disse kunne benyttes til produksjon av vekselstrøm dersom likestrømsgeneratorene ikke tok all kraften som turbinene produserte. Den viktigste funksjonen var imidlertid som motorer for å drive likestrømsmaskinene med strøm fra et annet kraftverk. Aggregat tolv har bare vekselstrømsgenerator. I kraftstasjonen var det også et driftsaggregat. Til turbinen fra Kværner ble det koblet både en likestrøms- og en vekselstrøms­generator fra NEBB. Dette var det eneste norskproduserte aggregatet. Det var bare verksteder i utlandet som kunne levere utstyr av de dimensjonene som ellers trengtes.

Fra turbinene ble vannet ledet gjennom en kanal under kraftstasjonen og gjennom luke­åpningen direkte inn i tilløpstunnelen til Såheim kraftverk. Tilløpstunnelen fikk en lengde på 5,7 kilometer og et tverrsnitt på 32 m² fram til fordelingsbassenget i fjell. Som for Vemork ble det sprengt en parallell tunnel med en lengde på rundt 1 500 meter. Fra rørinntakene var det tre sjakter med tre smisveiste rør i hver av dem. Vannet fra Såheim ledes via en kort utløpskanal delvis i fjell og delvis i dagen ut i Måna, der det nedenfor er bygd inntaksdam for Moflåt kraftverk.

Den nye kraftstasjonen på Vemork har to vertikale aggregater. Hver av Francis-turbinene har en ytelse på 100 MW og ble levert av Kværner. Generatorene på 110 MVA ble levert av NEBB. Den nye kraftstasjonen har lengde, høyde og bredde på henholdsvis 40 meter, 15 meter og 15 meter. Ved Vemork er det drevet en ny tilløpstunnel parallelt med den gamle. Rørgaten er erstattet av trykksjakt i fjellet.

Kraftstasjonen på Såheim måler hele 145 x 80 x 75 meter, har seks etasjer og er oppført i betong. Gjødselfabrikken var en ganske stor del av bygningene. Maskinhallen er 144 x 20 x 15 meter. Det var ni horisontale Pelton-aggregater på 12 MW hver, foruten tre mindre. Rjukanbanen gikk i tunnel under kraftstasjonen. I Såheim kraftverk er vannveien ombygd, og alle de ni gamle, horisontale hovedaggregatene med Pelton-turbin er skiftet ut med tre nye, vertikale Francis-aggregater. Det er en ny trykktunnel fra 1993 som har erstattet de ni smisveiste rørene i tre sjakter. Den store kraftstasjonen er i dag en moderne kraftstasjon. Aggregatene er fra 1959, 1961 og 1972 og har en samlet ytelse på 185 MW. De to første turbinene ble levert av J.M. Voith og den siste av Escher Wyss. To generatorer ble levert av Siemens og den siste av National Industri.

Ved Såheim kraftverk er det et aggregat i en stoll fra rørgaten omtrent 80 meter over hoved­kraftstasjonen. Det kan sies at dette er den første kraftstasjonen i fjell i Norge. Uansett om den regnes som en egen kraftstasjon eller ikke, har det helt fra 1916 vært et horisontalt aggregat plassert der. Pelton-turbinen fra J.M. Voith med en ytelse på 4,5 MW synes å være den eldste av denne typen i fortsatt drift i Norge. Generatoren på 6,3 MVA ble levert av Oerlikon. Fra 2002 rommet kraftstasjonen også driftsentral for alle Hydros kraftverk.