تاریخچه توسعه ژنراتور هیدروتوربین

اولین نیروگاه برق آبی جهان در سال 1878 در فرانسه ساخته شد و از ژنراتورهای برق آبی برای تولید برق استفاده می کرد.تا کنون ساخت ژنراتورهای برق آبی را «تاج» ساخت فرانسه می نامیدند.اما در اوایل سال 1878، ژنراتور هیدروالکتریک یک طراحی اولیه داشت.در سال 1856، ژنراتور DC تجاری با نام تجاری Lianlian Alliance عرضه شد.در سال 1865، کاسون فرانسوی و مارکو ایتالیایی، ترکیب یک ژنراتور DC و یک توربین آبی را برای تولید برق تصور کردند.در سال 1874، پیروسکی از روسیه نیز طرحی را برای تبدیل انرژی آب به انرژی الکتریکی پیشنهاد کرد.در سال 1878، اولین نیروگاه های برق آبی در جهان در Gragside Manor در انگلستان و Sirmite در نزدیکی پاریس، فرانسه ساخته شد و اولین دسته از ژنراتورهای برق آبی DC ظاهر شد.در سال 1891، اولین ژنراتور هیدروالکتریک مدرن (Laufen Hydrogenerator Hydrogenerator) در شرکت Ruitu Olican متولد شد.از سال 1891 تا به امروز، بیش از 100 سال است که پیشرفت عظیمی در فناوری ژنراتورهای برق آبی حاصل شده است.

مرحله اولیه (1891-1920)
در دوره اولیه تولد ژنراتورهای برق آبی، مردم یک ژنراتور یا دینام معمولی جریان مستقیم را به یک توربین آبی متصل کردند تا مجموعه ای از ژنراتورهای برق آبی را تشکیل دهند.در آن زمان هیچ ژنراتور آبی طراحی شده خاصی وجود نداشت.هنگامی که نیروگاه برق آبی لافن در سال 1891 ساخته شد، یک ژنراتور برق آبی با طراحی خاص ظاهر شد.از آنجایی که نیروگاه های آبی اولیه نیروگاه های کوچک و ایزوله با محدوده منبع تغذیه کوچک بودند، پارامترهای ژنراتورها بسیار آشفته و با ولتاژها و فرکانس های مختلف بود.از نظر ساختاری، هیدروژنراتورها عمدتاً افقی هستند.بعلاوه بیشتر هیدروژنراتورها در مرحله اولیه از نوع DC هستند و بعداً هیدروژنراتورهای تک فاز AC، سه فاز AC و دو فاز AC ظاهر می شوند.
شرکت‌های معروف‌تر تولید کننده هیدروژنراتور در مرحله اولیه شامل بی‌بی‌سی، اولیکون، زیمنس، وستینگهاوس (WH)، ادیسون و جنرال موتورز (GE) و غیره و نماینده تولید برق از توربین‌های آبی هستند. ژنراتور توربین AC فاز نیروگاه برق آبی لاوفن (1891)، ژنراتور 750 کیلوواتی AC سه فاز ایستگاه برق آبی فولسوم در ایالات متحده (ساخته شده توسط شرکت GE، 1893) و نیروگاه آبی آدامز در سمت آمریکایی نیاگارا. آبشار (آبشار نیاگارا) ژنراتور برق آبی دو فاز AC 5000 اسب بخار (1894)، ژنراتورهای افقی 12MNV?A و 16MV?A (1904-1912) در نیروگاه انتاریو در سمت کانادایی آبشار نیاگارا، و یک پایه 40 تولید شده توسط جنرال الکتریک در سال 1920 نوع ژنراتور هیدروالکتریک.نیروگاه برق آبی Hellsjon در سوئد در سال 1893 ساخته شد. این نیروگاه مجهز به چهار مجموعه هیدروژنراتور افقی AC سه فاز 344kV بود.ژنراتورها توسط شرکت جنرال الکتریک سوئد (ASEA) تولید شده اند.

در سال 1891 نمایشگاه جهانی در فرانکفورت آلمان برگزار شد.به منظور نشان دادن انتقال و کاربرد جریان متناوب در جلسه، برگزارکنندگان کنفرانس مجموعه ای از ژنراتورهای هیدروتوربین را در کارخانه سیمان پرتلند در لارفن، آلمان، در فاصله 175 کیلومتری نصب کردند., برای روشنایی نمایشگاهی و راندن موتور القایی سه فاز 100 اسب بخار.هیدروژنراتور نیروگاه لاوفن توسط براون، مهندس ارشد شرکت Ruitu Oerlikon طراحی و توسط شرکت Oerlikon ساخته شده است.ژنراتور از نوع افقی سه فاز، 300 اسب بخار، 150r/min، 32 قطب، 40 هرتز و ولتاژ فاز 55 تا 65 ولت است.قطر بیرونی ژنراتور 1752 میلی متر و طول هسته آهنی آن 380 میلی متر است.تعداد شیارهای استاتور ژنراتور 96، شیارهای بسته (که در آن زمان سوراخ نامیده می شود)، هر قطب و هر فاز یک میله مسی است، شیار میله سیم با صفحه آزبست 2 میلی متری عایق شده است و انتهای آن یک مس لخت است. میله;روتور یک حلقه تعبیه شده قطب های پنجه سیم پیچ میدان است.ژنراتور توسط یک توربین هیدرولیک عمودی از طریق یک جفت چرخ دنده مخروطی هدایت می شود و توسط یک ژنراتور هیدرولیک DC کوچک دیگر تحریک می شود.راندمان ژنراتور به 96.5٪ می رسد.
بهره برداری و انتقال موفقیت آمیز هیدروژنراتورهای نیروگاه لاوفن به فرانکفورت اولین آزمایش صنعتی انتقال جریان سه فاز در تاریخ بشر است.این یک پیشرفت در کاربرد عملی جریان متناوب، به ویژه جریان متناوب سه فاز است.این ژنراتور همچنین اولین ژنراتور آبی سه فاز جهان است.

موارد فوق طراحی و توسعه ژنراتورهای برق آبی در سی سال اول است.در واقع، با نگاهی به روند توسعه فناوری ژنراتورهای برق آبی، ژنراتورهای برق آبی به طور کلی هر 30 سال یک مرحله توسعه هستند.یعنی دوره 1891 تا 1920 مرحله اولیه، دوره 1921 تا 1950 مرحله رشد فناوری، دوره 1951 تا 1984 مرحله توسعه سریع و دوره از 1985 تا 2010 مرحله بود. توسعه پایدار