La prima centrale idroelettrica al mondo fu costruita in Francia nel 1878 e utilizzava generatori idroelettrici per generare elettricità. Fino ad oggi, la produzione di generatori idroelettrici è stata considerata il fiore all'occhiello dell'industria manifatturiera francese. Tuttavia, già nel 1878, il generatore idroelettrico aveva un progetto preliminare. Nel 1856, uscì il generatore commerciale a corrente continua del marchio Lianlian Alliance. Nel 1865, il francese Casseven e l'italiano Marko immaginarono di combinare un generatore a corrente continua e una turbina idraulica per generare elettricità. Nel 1874, anche il russo Piroski propose un progetto per trasformare l'energia idrica in energia elettrica. Nel 1878, le prime centrali idroelettriche al mondo furono costruite a Gragside Manor in Inghilterra e a Sirmite, vicino a Parigi, in Francia, e apparve il primo lotto di generatori idroelettrici a corrente continua. Nel 1891, il primo generatore idroelettrico moderno (Laufen Hydrogenerator Hydrogenerator) nacque presso la Ruitu Olican Company. Dal 1891 a oggi, sono stati compiuti enormi progressi nella tecnologia dei generatori idroelettrici per oltre 100 anni.
Fase iniziale (1891-1920)
Durante il periodo iniziale della nascita dei generatori idroelettrici, si collegava un comune generatore di corrente continua o alternatore a una turbina idraulica per formare un sistema di generatori idroelettrici. A quel tempo, non esisteva un generatore idroelettrico appositamente progettato. Quando fu costruita la centrale idroelettrica di Lauffen nel 1891, apparve un generatore idroelettrico appositamente progettato. Poiché le prime centrali idroelettriche erano piccole centrali isolate con un intervallo di alimentazione limitato, i parametri dei generatori erano molto caotici, con tensioni e frequenze variabili. Strutturalmente, i generatori idroelettrici sono per lo più orizzontali. Inoltre, la maggior parte dei generatori idroelettrici nella fase iniziale sono generatori a corrente continua, e successivamente compaiono generatori a corrente alternata monofase, trifase e bifase.
Le aziende produttrici di idrogeneratori più note nella fase iniziale includono BBC, Oelikon, Siemens, Westinghouse (WH), Edison e General Motors (GE), ecc., e rappresentano la generazione di energia tramite turbine idrauliche. La macchina comprende il generatore a turbina trifase CA da 300 CV della centrale idroelettrica di Laufen (1891), il generatore trifase CA da 750 kW della centrale idroelettrica di Folsom negli Stati Uniti (prodotto da GE Corporation, 1893) e la centrale idroelettrica di Adams sul lato americano delle Cascate del Niagara (Niagara Falls) Generatore idroelettrico bifase CA da 5000 CV (1894), generatori idroelettrici orizzontali da 12 MNV?A e 16 MV?A (1904-1912) presso la centrale elettrica di Ontario sul lato canadese delle Cascate del Niagara e un generatore idroelettrico da 40 MV?A prodotto da GE nel 1920. La centrale idroelettrica di Hellsjon, in Svezia, fu costruita nel 1893. La centrale era dotata di quattro gruppi idroelettrici orizzontali trifase a corrente alternata da 344 kVΩ. I generatori erano prodotti dalla svedese General Electric Company (ASEA).
Nel 1891, l'Esposizione Universale si tenne a Francoforte, in Germania. Per dimostrare la trasmissione e l'applicazione della corrente alternata durante l'incontro, gli organizzatori della conferenza installarono una serie di generatori a turbina idraulica nel cementificio Portland di Larffen, in Germania, a 175 km di distanza. Per l'illuminazione dell'esposizione e per azionare un motore a induzione trifase da 100 CV. Il generatore idraulico della centrale elettrica di Laufen fu progettato da Brown, ingegnere capo della Ruitu Oerlikon Company, e prodotto dalla stessa Oerlikon Company. Il generatore è di tipo orizzontale trifase, 300 CV, 150 giri/min, 32 poli, 40 Hz e tensione di fase di 55~65 V. Il diametro esterno del generatore è di 1752 mm e la lunghezza del nucleo di ferro è di 380 mm. Il numero di cave dello statore del generatore è 96, cave chiuse (chiamate fori all'epoca), ogni polo e ogni fase è una barra di rame, la cava della barra di filo è isolata con una piastra di amianto da 2 mm e l'estremità è una barra di rame nuda; il rotore è un anello incorporato I poli a pinza dell'avvolgimento di campo. Il generatore è azionato da una turbina idraulica verticale tramite una coppia di ingranaggi conici ed è eccitato da un altro piccolo generatore idraulico a corrente continua. L'efficienza del generatore raggiunge il 96,5%.
Il funzionamento e la trasmissione di energia elettrica degli idrogeneratori della centrale elettrica di Laufen a Francoforte rappresentano il primo test industriale di trasmissione di corrente trifase nella storia dell'umanità. Rappresentano una svolta nell'applicazione pratica della corrente alternata, in particolare della corrente alternata trifase. Il generatore è anche il primo idrogeneratore trifase al mondo.
Quanto sopra riportato illustra la progettazione e lo sviluppo dei generatori idroelettrici nei primi trent'anni. In effetti, osservando il processo di sviluppo della tecnologia dei generatori idroelettrici, questi ultimi generalmente attraversano una fase di sviluppo ogni 30 anni. Vale a dire, il periodo dal 1891 al 1920 ha rappresentato la fase iniziale, il periodo dal 1921 al 1950 ha rappresentato la fase di crescita tecnologica, il periodo dal 1951 al 1984 ha rappresentato la fase di rapido sviluppo e il periodo dal 1985 al 2010 ha rappresentato la fase di sviluppo costante.
Data di pubblicazione: 09/09/2021
