První vodní elektrárna na světě byla postavena ve Francii v roce 1878 a k výrobě elektřiny využívala hydroelektrické generátory. Doposud byla výroba hydroelektrických generátorů nazývána „korunou“ francouzské výroby. Ale již v roce 1878 měl hydroelektrický generátor předběžný návrh. V roce 1856 se objevil komerční stejnosměrný generátor značky Lianlian Alliance. V roce 1865 Francouz Casseven a Ital Marko představili kombinaci stejnosměrného generátoru a vodní turbíny pro výrobu elektřiny. V roce 1874 také Piroski z Ruska navrhl návrh na přeměnu vodní energie na elektrickou energii. V roce 1878 byly v Gragside Manor v Anglii a Sirmite poblíž Paříže ve Francii postaveny první vodní elektrárny na světě a objevila se první várka stejnosměrných hydroelektráren. V roce 1891 se ve společnosti Ruitu Olican Company zrodil první moderní hydroelektrický generátor (Laufen Hydrogenerator Hydrogenerator). Od roku 1891 do současnosti došlo v technologii hydroelektrických generátorů k obrovskému pokroku za více než 100 let.
Počáteční fáze (1891-1920)
V počátečním období zrodu vodních generátorů lidé připojovali běžný generátor stejnosměrného proudu nebo alternátor k vodní turbíně a tvořili tak sadu vodních generátorů. V té době neexistoval žádný speciálně navržený vodní generátor. Když byla v roce 1891 postavena vodní elektrárna Lauffen, objevil se speciálně navržený vodní generátor. Vzhledem k tomu, že první vodní elektrárny byly malé, izolované elektrárny s malým rozsahem napájení, byly parametry generátorů velmi chaotické s různým napětím a frekvencemi. Konstrukčně jsou hydrogenerátory většinou horizontální. Kromě toho je většina hydrogenerátorů v počáteční fázi generována stejnosměrným proudem a později se objevují jednofázové, třífázové a dvoufázové střídavé hydrogenerátory.
Mezi známější společnosti vyrábějící hydrogenerátory v počáteční fázi patří BBC, Oelikon, Siemens, Westinghouse (WH), Edison a General Motors (GE) atd. a reprezentativní výrobce vodních turbín. Mezi stroje patří třífázový střídavý turbogenerátor o výkonu 300 koní z vodní elektrárny Laufen (1891), třífázový střídavý generátor o výkonu 750 kW z vodní elektrárny Folsom ve Spojených státech (vyrobený společností GE Corporation, 1893) a dvoufázový střídavý hydrogenerátor o výkonu 5000 koní z vodní elektrárny Adams na americké straně Niagarských vodopádů (Niagarské vodopády) (1894), horizontální hydrogenerátory 12MNV⁻A a 16MV⁻A (1904-1912) v elektrárně Ontario na kanadské straně Niagarských vodopádů a stojan 40MV⁻A vyrobený společností GE v roce 1920. Vodní elektrárna Hellsjön ve Švédsku byla postavena v roce 1893. Elektrárna byla vybavena čtyřmi třífázovými horizontálními hydrogenerátory na střídavý proud o výkonu 344 kV?A. Generátory vyrobila švédská společnost General Electric Company (ASEA).
V roce 1891 se ve Frankfurtu nad Mohanem konala Světová výstava. Aby organizátoři konference na setkání demonstrovali přenos a použití střídavého proudu, instalovali v portlandské cementárně v Larffenu v Německu, vzdálené 175 km, sadu hydrogenerátorů. Tyto generátory sloužily k osvětlení expozice a pohonu třífázového asynchronního motoru o výkonu 100 koní. Hydrogenerátor elektrárny Laufen navrhl Brown, hlavní inženýr společnosti Ruitu Oerlikon, a vyrobila ho společnost Oerlikon. Generátor je třífázový horizontální, má výkon 300 koní, 150 ot./min, 32 pólů, 40 Hz a fázové napětí 55~65 V. Vnější průměr generátoru je 1752 mm a délka železného jádra je 380 mm. Počet drážek statoru generátoru je 96, uzavřených drážek (v té době nazývaných otvory), každý pól a každá fáze je měděná tyč, drážka drátěného drátu je izolována 2mm azbestovou deskou a konec je holá měděná tyč; rotor je zapuštěný kroužek s drápy pólů budicího vinutí. Generátor je poháněn vertikální hydraulickou turbínou přes dvojici kuželových ozubených kol a je buzen dalším malým stejnosměrným hydraulickým generátorem. Účinnost generátoru dosahuje 96,5 %.
Úspěšný provoz a přenos hydrogenerátorů z elektrárny Laufen do Frankfurtu je prvním průmyslovým testem přenosu třífázového proudu v historii lidstva. Jedná se o průlom v praktickém využití střídavého proudu, zejména třífázového střídavého proudu. Generátor je také prvním třífázovým hydrogenerátorem na světě.
Výše uvedený popis představuje návrh a vývoj vodních generátorů v prvních třiceti letech. Pokud se podíváme na proces vývoje technologie vodních generátorů, vodní generátory obvykle procházejí vývojovou fází každých 30 let. To znamená, že období od roku 1891 do roku 1920 bylo počáteční fází, období od roku 1921 do roku 1950 bylo fází technologického růstu, období od roku 1951 do roku 1984 bylo fází rychlého rozvoje a období od roku 1985 do roku 2010 bylo fází stabilního rozvoje.
Čas zveřejnění: 9. září 2021
