A világ első vízerőművét 1878-ban építették Franciaországban, és vízgenerátorokat használtak áramtermelésre. Eddig a vízgenerátorok gyártását a francia ipar „koronájának” nevezték. De már 1878-ban is létezett a vízgenerátor előzetes terve. 1856-ban megjelent a Lianlian Alliance márkájú kereskedelmi egyenáramú generátor. 1865-ben a francia Casseven és az olasz Marko egy egyenáramú generátor és egy vízturbina kombinálását képzelte el áramtermelés céljából. 1874-ben az orosz Piroski szintén javasolt egy olyan tervet, amely a vízenergiát elektromos energiává alakítaná. 1878-ban épültek a világ első vízerőművei az angliai Gragside Manorban és a franciaországi Párizs közelében található Sirmite-ben, és megjelent az első egyenáramú vízgenerátor-sorozat. 1891-ben született meg az első modern vízgenerátor (Laufen Hydrogenater Hydrogenater) a Ruitu Olican Company-ban. 1891-től napjainkig több mint 100 éven át hatalmas előrelépés történt a vízerőmű-technológiában.
Kezdeti szakasz (1891-1920)
A vízerőművek születésének kezdeti időszakában az emberek egy hagyományos egyenáramú generátort vagy generátort csatlakoztattak egy vízturbinához, így létrehozva egy vízerőművekből álló rendszert. Abban az időben nem létezett speciálisan erre a célra tervezett vízerőmű. Amikor 1891-ben megépült a Lauffen vízerőmű, megjelent egy speciálisan erre a célra tervezett vízerőmű. Mivel a korai vízerőművek kis, elszigetelt erőművek voltak, kis tápellátási tartománnyal, a generátorok paraméterei nagyon kaotikusak voltak, változó feszültségekkel és frekvenciákkal. Szerkezetileg a vízerőművek többnyire vízszintesek. Ezenkívül a kezdeti szakaszban a vízerőművek többsége egyenáramú generátor, később pedig megjelennek az egyfázisú váltakozó áramú, háromfázisú váltakozó áramú és kétfázisú váltakozó áramú vízerőművek.
A kezdeti szakaszban a legismertebb vízerőmű-gyártó cégek közé tartozik a BBC, az Oelikon, a Siemens, a Westinghouse (WH), az Edison és a General Motors (GE) stb., valamint a reprezentatív vízerőmű-áramfejlesztők. A gépezet magában foglalja a Laufen Vízerőmű 300 lóerős háromfázisú váltakozó áramú turbináját (1891), az Egyesült Államokban a Folsom Vízerőmű 750 kW-os háromfázisú váltakozó áramú generátorát (a GE Corporation gyártmánya, 1893), valamint az Adams Vízerőmű Niagara-vízesés amerikai oldalán található 5000 lóerős kétfázisú váltakozó áramú vízerőművét (1894), a Niagara-vízesés kanadai oldalán található Ontario Erőmű 12MNV?A és 16MV?A vízszintes vízerőmű-generátorait (1904-1912), valamint egy GE által 1920-ban gyártott 40MV?A állványos vízerőművet. A svédországi Hellsjön vízerőművet 1893-ban építették. Az erőművet négy darab 344 kV?A teljesítményű, háromfázisú, váltakozó áramú vízszintes vízerőmű-aggregáttal szerelték fel. A generátorokat a svéd General Electric Company (ASEA) gyártotta.
1891-ben a világkiállítást Frankfurtban, Németországban rendezték meg. A váltakozó áram átvitelének és alkalmazásának bemutatása érdekében a konferencia szervezői egy sor hidroturbinás generátort telepítettek a 175 km-re fekvő Larffenben található portlandcementgyárban. A kiállítási világításhoz és egy 100 lóerős háromfázisú indukciós motor meghajtásához. A Laufen Erőmű hidrogenerátorát Brown, a Ruitu Oerlikon Vállalat főmérnöke tervezte, és az Oerlikon Vállalat gyártotta. A generátor egy háromfázisú vízszintes típusú, 300 lóerős, 150 fordulat/perc, 32 pólusú, 40 Hz-es, a fázisfeszültsége pedig 55~65 V. A generátor külső átmérője 1752 mm, a vasmag hossza pedig 380 mm. A generátor állórészének rései 96 zárt rést tartalmaznak (akkoriban lyukaknak nevezték őket), minden pólus és minden fázis egy rézrúd, a huzalrúd rése 2 mm-es azbesztlemezzel van szigetelve, a vége pedig egy csupasz rézrúd; a rotor egy beágyazott gyűrű, amely a gerjesztő tekercs karmos pólusait alkotja. A generátort egy függőleges hidraulikus turbina hajtja egy pár kúpkerekes fogaskeréken keresztül, és egy másik kis egyenáramú hidraulikus generátor gerjeszti. A generátor hatásfoka eléri a 96,5%-ot.
A Laufen Erőmű vízgenerátorainak sikeres üzemeltetése és Frankfurtba történő továbbítása az emberiség történetének első ipari háromfázisú áramátviteli tesztje. Áttörést jelent a váltakozó áram, különösen a háromfázisú váltakozó áram gyakorlati alkalmazásában. A generátor egyben a világ első háromfázisú vízgenerátora is.
A fentiek a vízerőművek tervezését és fejlesztését mutatják az első harminc évben. Valójában, ha a vízerőművek technológiájának fejlesztési folyamatát nézzük, a vízerőművek általában 30 évente egy fejlesztési szakaszt jelentenek. Vagyis az 1891 és 1920 közötti időszak a kezdeti szakasz volt, az 1921 és 1950 közötti időszak a technológiai növekedés szakasza, az 1951 és 1984 közötti időszak a gyors fejlődés szakasza, az 1985 és 2010 közötti időszak pedig a folyamatos fejlődés szakasza.
Közzététel ideje: 2021. szeptember 9.
